大庆油田脱水站是油田地面工程集输处理系统的重要站场,不仅承担着原油脱水处理及外输任务,还要为下游采出水处理站输送达标的含油污水。脱水站设施多、工艺管道密集、处理流程复杂,是油田生产系统中耗电、耗气“大户”。某区域已建脱水站两座,脱水站A负责5座转油站和1座放水站的水驱脱水任务,采用“游离水脱除器→压力沉降罐→电脱水器”三段脱水工艺,改造前,脱水站A已有油水脱除设备12台,立式储罐3座,外输及脱水机泵8台,加热炉4台及其他配套设施。脱水站B负责3座转油站的聚驱脱水任务,采用“游离水脱除器→电脱水器”两段脱水工艺。改造前,脱水站B已有游离水脱除器7台、电脱水器5台,立式储罐3座,外输油泵3台,脱水加热炉10台及其他配套设施。经过30多年的生产运行,脱水站A存在设备负荷率低、设施老化、工艺不完善、运行能耗高、存在安全隐患等诸多问题;脱水站B存在因产量下降导致油水脱除设备运行负荷率较低的问题。主要表现如下:一、设备负荷率低。随着产油量的逐年下降,设备负荷率越来越低,目前脱水站A外输泵总运行负荷率最高时仅为39.2%、二段炉总运行负荷率最高29.2%;脱水站B电脱水器负荷率只有39.6%,外输泵总运行负荷率约45.2%。二、存在安全隐患。产油量的下降导致外输油管道不能保证在经济区运行,沿程热力损失较高。据测算,产油量最低时末点温度仅为27.5℃,极易发生凝管事故。站内设备及管线运行时间超过30年,腐蚀老化严重,电气仪表超期服役、性能降低、可靠性差,系统运行存在安全隐患。三、能耗较高。已建生产设施的工艺流程不合理,三段脱水工艺与两段脱水工艺相比,多了脱水泵和二段加热炉,增加了耗气量及耗电量。 1工艺技术改造方案 针对存在的问题,在调研大量现场资料、总结站库大修改造经验的基础上,依据地质开发预测,进行科学论证、合理规划,确定了“统一布局、合理缩减处理规模,简化工艺、降低系统生产能耗”的总体改造思路。一、统一布局、合理缩减处理规模。根据地质开发及负荷率预测分析,对整个区块原油脱水系统布局进行优化调整。鉴于脱水站B的游离水脱除器、电脱水器、加热炉、机泵等主要设备均有剩余能力,考虑将脱水站A的处理规模进行适当核减,改造为放水站,主要脱水处理工艺由脱水站B承担。二、简化工艺、降低系统生产能耗。脱水站A管辖区域内的含水原油在本站只进行一段游离水脱除,将含水率降至低于20%。含水原油不再进行二段处理,经外输炉加热、外输泵升压及流量计计量后外输至脱水站B进行下一段脱水处理。优化简化工艺流程后,减少了压力沉降罐、二段炉、电脱水器、净化油缓冲罐等设备。同时,按照新的地面建设工程规划技术规定,对保留的一段游离水脱水工艺的设备重新校核。原4台已建游离水脱除器总处理能力经校核后,由原来的28000t/d降到了25000t/d;原外输油泵的排量、扬程已不适合外输油量预测的技术参数要求,需新建2台外输油泵;结合工艺流程及外输低含水原油温升需求,将脱水站A的一段加热炉优化调整为外输炉;脱水站A的供热负荷由脱水站B已建加热炉承担,提高了脱水站B的设备负荷率;将已建污水外输泵移位安装到外输油泵房内;将原沉降岗并入输油岗,实现整座放水站系统合岗控制。同时,对所有老化严重的油气设施,腐蚀穿孔的工艺管道,性能降低、可靠性差的电气仪表等也进行了更新改造。 2实施效果分析 2.1生产运行效果分析 整个区块原油脱水系统优化改造后,适当核减了脱水站A的设计规模,增大了脱水站B的运行负荷。改造后,系统运行设备的负荷率明显上升且较为合理。脱水站A外输泵负荷率由34.5%提高到82%;脱水站B外输泵负荷率由45.2%提高到79.3%,二段加热炉负荷率由29.3%提高到59.2%,电脱水器负荷率由39.6%提高到69.2%。从安全角度来看,脱水站A老旧设备的更新提高了生产运行的可靠性;由脱水站B对净化原油统一外输,消除了净化原油管道因输油量降低而发生凝管事故的安全隐患,提高了管道运行可靠性。 2.2节能效果分析 脱水站A降级为放水站后,通过优化简化生产工艺流程及提高生产设施利用率,区块脱水站整体运行能耗明显下降。从表中可以看出,改造后,总耗气量较改造前年节约62.2×104m3/a,折合生产成本94.5万元,总耗电量较改造前年节约21.5×104kW·h,折合生产成本13.7万元。 2.3改造前后经济效益对比分析 通过对改造前后的投资、生产运行成本(包括耗气、耗电费用和日常生产维护费用)和劳动定员用工成本的分析,脱水站技术改造综合效益显著。具体分析如下:脱水站A改造投资为968.3万元。改造前两座脱水站年耗气量为1103.5×104m3,耗电量为154.9×104kW·h,折合生产成本1775.2万元;改造后两座脱水站年耗气量为1041.3×104m3,耗电量为133.4×104kW·h,折合生产成本1667万元,较改造前节约生产成本108.2万元。改造后,脱水站A的生产设备减少,年节约容器、机泵、仪器仪表等维修费及容器清淤费用共计27万元;劳动定员减少10人,年节约用工成本80万元。改造后脱水站A总计节约日常生产维护费用及用工成本107万元。上述分析可知,改造后每年收益215.2万元;改造投资968.3万元,约4.5年可实现投资与综合效益平衡。因此脱水站改造在技术及经济上是可行的。 3结论 将脱水站A改造降级为放水站,将含水量≤20%的原油外输至脱水站B进行下一级脱水处理,不仅简化了脱水站A的工艺流程,而且大大提高了两座站的设备运行负荷率;同时也消除了净化原油管道因输油量降低而发生凝管事故的隐患,提高了管道运行的可靠性;取消脱水站A的脱水泵、电脱水器及一、二段加热炉后,有效降低了区块脱水系统运行能耗,年均节约气量62.2×104m3,节约电量21.5×104kW·h,年节约生产能耗折合108.2万元,节能降耗效果显著;减少运行设备数量及劳动定员,年节约生产维护费用及用工成本107万元,提质增效成效突出,总体上技术改造方案科学合理。通过脱水站技术改造认识到:地面工程系统优化调整、更新、维护应依据开发预测,与“地上地下一体化”充分结合,适时、适度地调整地面建设规模,优化布局、简化工艺,有效降低生产能耗及运行成本,确保工业生产低耗、高效、安全、平稳运行,从而实现开发效益最大化。
苯乙烯作为一种重要的化工原料,在电子、汽车、包装等领域中已经被广泛应用,主要用来生产聚苯乙烯树脂、离子交换树脂等。当前随着各行业的不断发展,对于苯乙烯的需求量逐渐增大,苯乙烯的生产发展也呈现快速发展的趋势。在当前节能环保的发展理念下,对于研究苯乙烯生产节能化发展是十分重要的。目前,都是通过乙苯制取苯乙烯的一种生产方法,主要包括乙苯催化脱氢法和共氧化联产法,共氧化联产法的流程长而且复杂,设备容易腐蚀而且设备投资髙,所以,大多数的苯乙烯都是采用乙苯催化脱氢法工艺。 1有关苯乙烯的相关内容阐述 苯乙烯的制取方法是乙苯催化脱氢法,该种生产工艺的应用十分广泛,其中使用到的工艺有U0P工艺、BADF工艺等,苯乙烯的工艺技术已经实现工业化发展,但是由于自身的属性特征和后续的操作,装置的能耗相对比较高。对于苯乙烯的生产,都通过改善催化剂性能,优化相应的流程,改善操作方法来降低装置的能耗,能够提升技术能力。实验证明,反应区内的能耗量占据很大的比重,因此,如果能够降低反应区内的能耗消耗,就能够降低整体的能耗消耗。能耗也是乙苯脱氢制苯乙烯工艺的固有能耗,不会减少优化,反应的能耗消耗主要是稀释水蒸气消耗的能量,因此,通过减少反应区内的能耗消耗也能对减低整体的总能耗起到重要的作用。 苯乙烯的制取方法是乙苯催化脱氢法,该种生产工艺的应用十分广泛,其中使用到的工艺有U0P工艺、BADF工艺等,苯乙烯的工艺技术已经实现工业化发展,但是由于自身的属性特征和后续的操作,装置的能耗相对比较高。对于苯乙烯的生产,都通过改善催化剂性能,优化相应的流程,改善操作方法来降低装置的能耗,能够提升技术能力。实验证明,反应区内的能耗量占据很大的比重,因此,如果能够降低反应区内的能耗消耗,就能够降低整体的能耗消耗。能耗也是乙苯脱氢制苯乙烯工艺的固有能耗,不会减少优化,反应的能耗消耗主要是稀释水蒸气消耗的能量,因此,通过减少反应区内的能耗消耗也能对减低整体的总能耗起到重要的作用。 2苯乙烯生产工艺节能技术措施 2.1反应区内的能耗节能技术分析 乙烯制取苯乙烯的过程中,通过对反应区内的能耗分析,可以从中了解到,反应区内的能耗是这一生产流程中固有的能耗,是不能降低的。在反应区中,如果将水蒸气的能耗稀释掉,对于稀释部分的能耗效果就相对比较显著。在进行稀释的过程中,需要从几个方面进行改善:(1)乙苯的转化效率;(2)苯乙烯自身具备的选择性特点;在减少稀释的过程中,通过减少水比或者是提升乙苯单程转化率,同时还需要重视脱氢催化剂是否符合相应的标准。为了减少反应区的能耗,脱氢催化剂需要保证水比低,而且乙苯的转化效率高的特点,这是减少反应区能耗的重要措施,同时也会减少苯乙烯装置的能耗。对于催化剂的改善,需要将具备的理论知识应用到其中,而且要具备一套完整的生产工艺,需要根据相应的实验结果,进行不断研究和探索,要将其应用到实际的操作中,也会有很大的现实发展意义。 2.2典型技术的能耗分析 对乙苯催化脱氢生产苯乙烯的工艺流程进行分析之后,当乙苯与水蒸气发生脱氢反应之后,也会发生一些副反应,在反应中,当温度处于580摄氏度时,具有强吸热的特点,当压力下降时,反应还会继续进行。在当前的工业应用中。都是处于一种负压系统中,蒸汽在此反应中属于一种稀释剂,能够减少分压。例如,将1.15的水比作为例子,通过能耗的分配情况,从中可以发现,反应区占据的比例相对比较大,当减少这部分的能耗就能够减少整体的能耗,也是起到重要的影响作用。 2.3精馏区的能耗技术分析 由于乙苯脱氢催化剂的水比、乙苯的转化情况相对比较慢,对精馏区进行节能研究也是具有很大的意义。在当前的很多技术中,采用的是多级变压热集成的技术,对相关的能量进行回收,对于脱除乙苯的精馏分离过程一般需要在塔中进行,而且是两个以上的塔中,多级变压热集成回收热能的方式一般取决于采用塔级数的多少,在一般理念中,采用的级数越多,回收率也就相应越高,但是在真正的实践过程中,由于对设备操作的复杂性会导致使用价值降低。当前在技术的不断发展改革中,会采用两级变压热集成来回收乙苯和苯乙烯的发生反应之后的热能,精馏分离的过程也是在两个塔中进行,热能的回收率也是相对很高,可以达到40% ̄50%。还有一种是通过热沸实现苯乙烯装置的热集成,乙苯与水按照一定的比例混合会降低沸点,能够实现对热能的回收过程。当前大多数的苯乙烯装置都在1.2 ̄1.5的水比下进行操作,采用共沸回收热能的技术可以说是一种降耗的重要手段,可以大力推广。 3结束语 综上所述,对于苯乙烯生产工艺节能技术的研究,需要从化学反应的角度进行分析,在反应中,对于固有的热能、蒸汽能耗和精馏能耗进行分析,从中了解到哪个阶段的能耗是最大的,根据实际实验情况,采取相应的措施进行分析,还有各种精馏技术的不断发展,采用多级变压热集成技术,能够降低蒸汽能耗的需求,发展节能技术。
煤矿采矿工艺与技术篇1 1煤矿采矿工艺技术 1.1充填开采技术 该项技术主要是在矿房当中进行支护,在回采工作面不断推进的同时,使用相应的材料对采空区进行充填,或者是将填充材料与支架进行结合应用,使采空区的稳定性能够得到有效的维护,避免由于煤矿开采活动造成围岩崩塌或者是地表沉降等问题。具体管理方式为地压式管理,需要将围岩崩落的地表松动问题控制好,并在填充料的保护作用下进行作业。通常这种方法会在围岩稳定性不高的情况下使用,或者是在开采稀缺矿石时使用,其安全性相对较高,而且适应性强,不仅能够有效的保护地表形态,还能保证良好的回采率,但缺点在于施工工艺较为复杂,且需要较高的成本投入,无法保证较高的生产效率。 1.2空场采矿技术 该项技术在煤矿开采作业中的应用相对较多,主要涉及房柱法、阶段矿房法、留矿法以及全面采矿法等等。其应用优势在于允许较大暴露面积存在,且能够大幅度的提升采矿效率,确保煤矿开采的经济效益,但在完成矿房开采以后,需要将矿柱开采工作及时完成,同时要做好采空区的处理工作。 1.3崩落开采技术 具体需要结合矿体边界,设置环形运输巷道,同时要在其上盘或者是下盘进行巷道切割,进而获得切割空间。除此之外,要在堑沟当中进行钻扇形炮眼的设置,然后准备爆破活动,在爆破之后进行回采。该项技术的操作较为简单,能够有效降低采矿作业的成本投入,而且生产效率相对较高,可以满足安全生产的相关要求。但缺点在于该项技术的应用必须要对陷落条件加以满足。 1.4露天采矿技术 通常在煤矿距离地表较近的情况下会使用露天采矿技术,该项技术主要是将地面表土移除,使矿层完全暴露出来,然后进行开采活动,该项技术的成本投入相对较低,且安全性较高,煤矿的获取以钻碎的方式为主。 1.5溶浸工艺技术 主要是在煤矿开采期间应用化学试剂,结合矿物自身的化学特征以及物理学特征,利用溶液进行渗透,然后形成化学反应,将矿石当中的有机成分分解出来,最后进行回收和加工处理。1.6加固岩体技术应用该项技术的过程中,需要借助支护措施支撑岩石表面,并按照梅花的形式进行布置,在加深锚杆深度以后,完成大型岩体的支护,利用该项技术,能够有效提升围岩的稳固性,提升采矿活动的安全性。 2应用煤矿采矿工艺技术的注意事项 在对采矿工艺技术进行具体应用的过程中,必须要对煤矿开采方位以及开采区域的水文地质条件进行全面的勘察,并根据企业自身情况以及各项技术的适用性进行合理的选择,如此才能确保煤矿开采的综合效益。 2.1采空区问题 对于煤矿开采工作而言,采空区处理是一项非常关键的问题,同时也是煤矿行业重点研究的问题。而最为常见的问题就是采矿期间采空区的确定、岩石的处理以及加固措施的选择。也只有进行科学的规划,才能避免相关技术工艺的应用过于盲目,为后续工作带来不便。特别是在选择充填采矿技术时,需要结合煤矿的实际情况,对填充方法进行合理的选择,以此来保证采矿工作的效率及安全性。 2.2采矿区安全问题 对于煤矿开采而言,安全生产是最为关键的问题,虽然,随着煤矿的现代化生产,煤矿生产人员数量不断减少,安全事故问题也得到了有效的控制,但各类安全事故问题仍然时有发生。对此,还需要煤矿企业对各项采矿技术进行深入的研究,保证各项技术应用的科学性与规范性,尽可能的减少安全隐患问题,推动安全生产目标的实现。 2.3低碳开采 随着社会的发展,社会各界对于煤炭行业的要求也越来越高,除了要保证生产安全和生产效率以外,还要对周围环境进行有效的保护,而这也是煤炭企业实现现代化发展的必然选择,鉴于此,还需要煤炭企业在应用采矿技术工艺以前,对所在区域进行全面的勘查,并按照低碳环保的要求,应用相关开采技术,以此来提升煤矿开采的综合效益。 3加强采矿工艺技术效果的具体措施 3.1对先进科技进行应用 随着科学技术的进步,越来越多的高新技术被应用在了各行各业当中,使得各行业的生产水平得到了进一步的提升,对此,煤矿行业应该加强先进科技的应用力度,特别是自动化控制技术以及先进的通讯技术,一定要加大应用力度,要通过科学技术来提升煤矿开采的技术水平,在提升煤矿生产安全性的同时,为煤矿的高效生产提供支撑。 3.2建立塌陷预警系统 在进行煤矿开采期间,塌陷问题的影响是非常巨大的,不仅会影响到采矿活动的顺利开展,还可能造成安全事故问题,对此,煤矿企业应该对地理信息系统以及全球定位系统加强应用,利用3s技术对矿区表面塌陷问题进行分析和监控,并利用卫星遥感技术进行判断,进而构建矿区灾害管理系统,使相关工作人员能够对煤矿数据进行实时的监测,避免安全事故的出现。 3.3对智能生态化技术加强应用 当前阶段,可持续发展战略不断深化,煤矿行业想要更好的发展,必须要结合现代社会发展需求对各项开采技术进行应用,具体可以结合智能生态化技术以及信息技术来减少煤矿开采的污染问题,在降低人工成本投入的同时,提升煤矿开采的安全性。 3.4对人才加强开发,增强人员素质 煤矿开采技术的应用离不开工作人员的支撑,但随着各项开采技术的革新,也对工作人员的专业素质提出了更高的要求,因此,想要更好的应用采矿技术,确保各项工艺技术的应用效果,还需要煤矿企业做好采矿队伍的建设工作。第一,要对高素质的人才进行积极的引入,利用高素质的管理人员和施工人员,确保各项工艺技术应用的规范性,使煤矿生产的相关目标能够得到有效的满足;第二,要对现有工作人员加强培训,可以通过定期培训,专业交流等方式,提升采矿团队的整体水平,除此之外,还要落实安全教育和思想教育工作,不断提升工作人员的安全意识和思想觉悟,要让所有工作人员充分认识到,采矿技术的应用,对采矿安全和采矿效率的影响,使其能够严格按照工艺技术的要求落实各项操作,从而为煤矿的生产活动提供支撑。 4结语 综上所述,在煤矿采矿工程中,对各项采矿工艺技术进行合理的应用,能够使采矿活动的安全性以及高效性得到有效的保证,这对于煤矿企业的健康发展具有非常重要的意义,因此,煤矿企业一定要对各项采矿工艺技术保持高度的重视,在对其进行深入研究的同时,进行合理的应用,以此来推动相关生产目标的实现。 作者:王智慧 单位:阳煤山西平舒煤业有限公司 煤矿采矿工艺与技术篇2 1当前煤矿采矿工程中采矿工艺和技术应用中存在的缺陷 1.1缺乏健全的管理制度 煤矿采矿工作自身具有一定的特殊性,因此对于申请开采资格要求较为严格,这是采矿行业的标准,有效的约束了采矿行业的行为。然而煤矿行业高额的利润趋势一些不法份子冒险开采的现象经常出现,由此可见煤矿产业的管理方面存在较多缺陷,管理体系不够健全,影响了煤矿行业的发展。我国煤炭资源丰富,分布广泛,使得不同区域的煤矿企业规模上存在较大差异。目前我国也加大了对这些不法行为的整顿力度,但是依然有许多煤矿企业在开采煤矿过程当中由于关技术方面问题,使煤矿行业的问题没有真正得到解决。例如有的煤矿生产企业资金不足,或者管理体系不健全,存在较多的管理缺陷。有的煤矿作业中使用较为落后的技术设备,基础安全设施不完善,有的企业执行力度不足,为了追求最大利润,降低成本,没有严格按照相关标准进行开采,为煤矿企业埋下了较多安全隐患,增加了风险事故发生的几率,扩大了损失程度的风险因素。 1.2开采效率不高 首先,受地域因素的制约,我国没有企业的规模存在大小差异,一些规模较小的煤矿企业,采矿理念比较落后,管理方面也存在较多漏洞,无法及时掌握和使用先进的煤矿开采技术和方式,致使开采效率较低。其次,有的煤矿企业没有意识到应用新技术的重要性,不积极引进先进的采矿技术,在具体开采中仍旧使用较为落户的技术,导致了开采效率不高。有的企业为了实现他们的预期利益,不愿意在技术上面投入较多成本,这是煤矿企业发展中面临的一大难题,一旦出现安全事故就会带来严重后果,例如造成资源浪费,企业形成经济危机,污染环境等。目前煤矿开采技术在使用过程当中凸显出了较多问题都是因为没有及时使用新技术,不但降低了开采效率,还给开采工人的生命安全带来了严重威胁。 1.3专业的开采队伍较为缺乏 煤矿开采技术在具体使用过程当中,采矿技术人员科学合理的操作技术能够提高采矿效率和质量,但是当前我国煤矿开采过程当中严重缺乏专业的开采队伍。首先,由于煤矿开采工作具有较高的危险性,开采环境也比较恶劣,致使人才流失现象较为严重,人才的大量流失不但影响了煤矿生产效率,还使该项工作的风险系数增大,生产效率和安全性都得不到保证。其次,煤矿开采企业不重视人才的培养和教育也是造成人才缺失的重要原因。煤矿开采工作的特殊性,使得当前煤矿生产过程当中的开采技术人员多数都是学历不高,综合素养较低的人员,他们不但不具备专业的知识和技能,更缺乏高度的工作责任心和安全生产意识,致使其和煤矿生产工作不相适应,但是一些小规模煤矿经营者控制生产成本,不重视对员工的专业培训和教育工作。导致员工在开采过程当中违规操作的现象频频出现,最终引发了许多不必要的安全事故。 2煤矿开采过程中常见的采矿技术与工艺分析 2.1溶浸采矿工艺技术 溶浸采矿工艺技术是根据一些矿物的物理化学特征,把工作剂注入到矿层中,经过化学浸出,热力以及水动力等作用,把地下矿床或者地表面矿石中的一些有用的固体矿物质转化成为液态或者气态,并把其进行回收,从而实现降低成本开采矿床的目标。溶浸采矿具有较多优势,例如工艺简单、流程短、成本较低、效率高已经绿色环保等,特别是对于低品位金属矿或尾矿的开发回收效果比较明显,能够带来较大的经济效益以及社会效益。目前溶浸采矿工艺技术已经成为我国大量再回收资源例如从尾矿、贫矿、废石中矿物中提取铀、金、铜和银等金属物质的一种经济合理且可行性较高的措施。 2.2空场采矿工艺技术 空场采矿技术相对来说比较成熟,属于一种煤矿回采方法。这种采矿方式简单易操作,成本较低,效率较高,能够带来较大的经济效益。空场采矿法在回采过程当中,把矿块划分为矿房以及矿柱两部分,首先开采矿房,其次开采矿柱。回采矿房的时候,采场是以敞空形式而出现的,主要借助于矿柱以及围岩自身的强度维护开采工作。矿房采结束之后,要立即回采矿柱以及处理采空区。通常情况下,回采矿柱以及处理采空区都是同步进行的。 3提升煤矿采矿工程中采矿工艺与技术使用效率的方法 3.1健全煤矿生产行业管理体系 建立科学合理的煤矿生产管理体系和制度能够有效的改善煤矿生产过程当中存在的问题,提升煤矿采矿技术与工艺,降低成本,增加效益,实现安全生产。因此,煤矿企业应该深入研究自身存在的问题,结合实际情况,制定针对性强的管理体系和制度,从而促使煤矿企业生产更加科学化、规范化以及高效化。首先,煤矿企业的管理部门需要加强对煤矿企业的检查和监督,才能把握好煤矿企业的实际生产经营的情况;其次,煤矿企业管理部门应该加强对技术设备的研究和分析工作,才能及时发现煤矿企业的生产技术是否符合当前生产需求,同时及时给予正确指导,促使煤矿企业积极引进先进技术设备,进行为安全、高效生产奠定坚实基础。 3.2重视人才队伍的培养和教育 煤矿企业要想提升生产效率,保证工作人员的生命安全,就需要重视人才队伍的培养和教育。首先,煤矿企业应该积极引进专业素养较强的人才,保证人才队伍充足,煤矿生产企业需要为人才提高良好的工作待遇和应该为其提供良好的薪酬待遇、广阔的晋升空间和发展平台,使他们能够安心踏实工作,全心钻研现场采矿技术,认真管理煤矿企业生产。其次,加强基础矿工的管理工作。加大对基础矿工相关专业基础知识和技能的培训力度,保证其能够符合最基本的生产需求,构建和其相应的考核体系,考核通过才能任职,不通过继续参加培训。对于重要设备的操作岗位,必须要求工作人员具备相应的资质才可以任职,同时定期对其进行培训和考核。最后,加强煤矿企业全体员工的安全意识,加大安全教育宣传力度,使安全生产深入每一位员工的内心。 3.3重视技术的研发 煤矿生产企业应该与时俱进,开拓创新,才能跟上时代发展的步伐,实现美好的发展前景。首先,国家以及相关部门需要加大对煤矿企业的扶持,积极鼓励煤矿生产进行技术研发,加快新技术的研发。其次,煤矿生产企业管理人员也需要转变经营理念,树立长远发展目标,加大企业技术研发投资力度,提升煤矿企业生产效率和效益。 4结束语 总之,随着科技的快速发展,我国煤矿开采技术也在不断进步。在具体工作当中,应该根据煤矿的实际情况,选择适合的采煤工艺与技术,从而有效的提升煤矿企业的生产效率和质量。 作者:温志刚 单位:山西省吕梁市临县庞庞塔煤矿 煤矿采矿工艺与技术篇3 煤矿作为一种能源需求,给人们的生活带来了极大的改变,煤矿资源的需求与日俱增,采矿行业也取得了相应的发展,但是人们经常在新闻上看见煤矿出现安全事故,导致人员经济损失的报道,这都表示了采矿工艺面临着巨大的行业风险,在采矿的过程中,如果不合理分析各方面的因素,容易导致安全隐患的出现,所以加强采矿工艺的技术研究是尤为重要的,不仅仅为人们的安全提供了保障,也为煤矿企业提供了后备支持。任何工作的开展都具有不确定性,对于采矿行业来说也是如此,虽然事先做好了充分的准备,一旦进行实时的开采,便会出现许多突发性的问题,对于这些问题采取合适的解决方案,一些地段的煤层厚度变化起伏较大,要根据现实情况采取合理的采矿方案,如果在采矿的过程出现突发性的问题,也要给予合理的解决方案,避免不确定因素的出现,另外在采矿的过程中也要进行多方面的探讨,选取科学的采矿方案,提供更好的理论支持与技术保障。 1.采矿技术所彰显的 众所周知,煤炭资源为我国的发展提供了源源不断的动力,但是这种资源属于不可再生资源,如果过分的开采,不合理的挖掘,会导致资源稀缺或者破坏环境的现象,另外,煤矿资源所处的地理位置具有一定的特殊性,埋藏的附近有很多煤气层,如果不采取合理的采矿方式,很容易导致安全隐患出现。所以采矿技术变得尤为重要,它可以避免这些风险,更好地推进采购质量提升以及采矿效率的提升,因为我国的采矿行业大小企业较多,对于危险因素不能合理的考虑,不仅仅在采矿的过程中造成资源浪费的现象,也使整体的效率下降。任何工作的开展都具有不确定性,对于采矿行业来说也是如此,虽然事先做好了充分的准备,一旦进行实时的开采,便会出现许多突发性的问题,对于这些问题采取合适的解决方案,一些地段的煤层厚度变化起伏较大,要根据现实情况采取合理的采矿方案,如果在采矿的过程出现突发性的问题,也要给予合理的解决方案,避免不确定因素的出现,另外在采矿的过程中也要进行多方面的探讨,选取科学的采矿方案,提供更好的理论支持与技术保障。 2.有关采矿技术的相关理论 我国的采矿技术发展时间较长,掌握的技术也较为先进,所以针对不同的问题可以给予适当的解决方案,因为我国的国土面积较大,矿产资源分布较为不均,在开采的时候也要合理的考虑地区地形的复杂性,针对不同的地形和环境,对采矿工艺进行进一步完善。采矿的应用技术对于整体的采矿也起到了非常重要的影响,如果对于采矿的技术选择不合理,很容易导致采矿事故的出现,影响人们的人身安全,所以采矿技术要更具有精细化的特点,从细节入手达到更好的采矿效率。3.采矿工程的具体分类因为不同的情况可以采取不同的采矿技术,所以一定要与现实情况相互结合,与资金输出相互结合,正确的选取采矿技术,更好的适应于采矿的过程当中,较为常见的采矿分类可以分为以下几个方面: (1)因为采矿所采取的方法较多,所以要进行合理的选择,但多数施工方在采矿的过程中会选取炮采放顶煤采煤技术,这种方法应用到实际的作业过程当中,在操作的时候,工作人员要根据现实的情况进行分析,对支架的数量进行理性的选择,达到更好的效果。 (2)一些施工方为了节省施工的成本和时间,在煤矿采矿的过程中不进行充填式的填埋,出现这种情况容易导致整体的地质环境受到破坏,地表出现松动的现象,在开采的过程中也要进行及时的回填,对地面的稳定性进行相应的控制,这种方法也是人工支护方式的一种,它能在很大程度上保护自然环境,保护地标的完整性,在操作的过程中操作较为简单并且合理的利用了废弃的材料,节省了一部分资源,达到了很好的处理效果。任何事情都有利弊两面,虽然充填式的采矿技术得到了很好的使用,但是在使用的过程中所消耗的劳动力较多,而劳动力的消耗又会带来更高的生产成本,使整体的经费增加,使工作的时间延长,另外充填式的采矿技术也有很多具体的分类,要根据不同的情况选取不同的方案。 (3)因为采矿本身就是一个工程量较大的技术活,在采矿的过程中所涉及的不仅仅是一个知识点的概括,而是覆盖很多相关的知识理论,所以仅靠人力完成是不现实的,随着科技的不断发展,机械化逐渐应用到各行各业的工作当中,对于采矿行业来说也是如此,机械化的操作为整体的采矿提供了极大的效率,这项技术也具体分为地上露天与地下开采两种,在相关机器操作的过程中,一定要选取专业的操控人员,对于相关的采购环节要有相应的了解,比如在露天开采的时候对于框体表面的杂质要进行及时的清除,开采时也要严格遵守相关的制度标准和开采流程,尽量将对自然环境的破坏降到最小,达到更高的开采效率。 (4)因为煤矿在开采的过程中,需要对地下的矿产资源进行一定的挖掘,而矿产资源所藏身的地方,一般位置较深,只有经过长时间的开垦和工作,才能够暴露煤矿层,地下的开采技术不同于地上的露天技术,它要求开采过程具有更精细化的准备,具有更丰富的理论知识,具有更高的开采标准,所以工作人员一定要进行严格的控制,对于相关的采矿层进行合理的划分,采取较为先进的仪器进行科学的探查,确保整体安全性、稳定性。 (5)综合机械化的开采是近年来才出现的词语,它不仅仅将传统的开采理念相互融合也融入了机械化自动化的发展技术与计算机网络技术,相互联系,实现更好的开采效率,对于相关的地质条件也能进行理性的分析,加以监控,达到更好的处理效果。 3.如何进一步提升采矿工程中的采矿工艺方法 (1)进行实时的监督和预警因为煤炭的开采工程本身就是具备危险性的一门工作,所以在开采的过程中不可避免突发性因素的出现,较为传统的开采技术,忽略了这一方面,而伴随着经济的发展,我国对于相关的施工也提出了更明确的要求,对于预警系统也能进行实时的监督。监督传统的开采方式,对于开采附近周边的地质不能进行合理的分析,而随着技术的不断升级,可以通过遥感技术对开采周围的地区进行一定的实时监控,如果出现塌陷的地区,要进行及时的填埋,虽然我国的煤炭开采已经取得了相应的成就,但是与外国相比还是有许多经验值得借鉴,要不断完善相关的预警体系,出现突发性的问题,要给予实时的监督和解决,更好的虚心请教,从而提升整体的采矿工艺方法。 (2)加大整体研究力度的提升,与计算机技术相互结合时代是与时俱进的,技术是与时俱进的。要想更好的推进采矿工艺的创新和升级,就必须加大整体的研究力度,加强研究力度的方法有很多,不仅仅局限于精神上的鼓励,也可以进行物质方面的支持,当地的政府可以进行相应的扶持,加大政策的优化,设置专用的奖励补贴,另外当地的政府也要鼓励相关的企业进行进一步的研究和升级,为整体效率的提升提供保证,为整体工作人员的安全提供支持。伴随着相关技术的发展,又将计算机技术融入到相关技术的提升过程当中,工作人员可以通过计算机技术去加强讨论和探索,如果出现突发性的问题,也可以通过网络搜索寻求正确的解决方法。 (3)以企业人才的素质推动相关技术升级因为煤矿开采的相关技术本身是要消耗大量的劳动力,许多施工方为了节省施工的经费,对于劳动力的选择没有严格的规范,他们所选择的劳动力往往是没有知识储备与技术水准的打工人,这样做是远远不够的,要对相关的工作人员进行定期的培训,进行相关素养的培训,以企业人才素质推动相关技术升级,从而达到理想的处理效果。 4.结束语 总的来说,我国对于煤炭能源的需求还在逐年增长,相关采矿工艺的提升对于采矿效率也起到了不可小觑的影响,对于相关工艺也要进行积极的创新和研究,根据现实的情况采取合理的解决方案,虽然我国的采矿工艺取得了相应的成果,但是也要虚心借鉴国外优秀经验,制定相关的措施,加大整体研究力度,以企业人才素质提升整体的工作效率。 参考文献 [1]彭永峰.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析[J].当代化工研究,2018(11):138-139. [2]杨希进.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术探究[J].中国战略新兴产业,2018(44):164. [3]贾江.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析[J].山东工业技术,2018(23):66. [4]牟俊康,刘伟.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术探究[J].中国战略新兴产业,2018(40):217. 作者:张瑞军 单位:大阳泉煤矿有限公司
1现代化机械设计制造工艺及精密加工技术概述 1.1精密加工技术 随着精密加工技术被人们熟知,机械制造业、建筑行业的发展速度都得到了明显的提升。精密加工技术的适用范围并不局限于建筑业和机械制造业,研究结果表明,应用相关技术对产品进行加工,无论加工的效率还是准确性,都能够得到明显的提升。在机械设计和制造的过程中,对精密加工技术进行合理应用,可以在提高机械精密度、加工精准度的同时,加快技术升级的速度。机械制造的全过程都与精密加工技术存在着密切的联系,具备科学、合理应用相关技术的能力,是推动机械制造业进步的关键。 1.2机械设计和制造工艺 提高机械设计和制造需要应用到的各项工艺,能够为建筑业的持续发展提供强大的支持。未来一段时间内,围绕着相关工艺展开的工作,主要集中在两个方面:一方面利用机械技术完成原材料加工、机械设备制造等工作,为加工的精准度提供保障,提升工作效率,减少相关人员的工作量和工作强度;另一方面不断地进行创新与改革,提高机械制造的质量和精度,在最大程度上降低误差出现的可能性。 2现代化机械设计制造工艺及精密加工技术特点 2.1高精度 高精度不仅是现代化的机械设计和制造工作的特点,还是当今市场对所制造机械产品提出的要求。在制造机械产品的过程中,有关人员可以根据实际情况,对数字化技术、自动化技术在内的现代化技术进行选择与应用,通过精密控制制造过程的方式,提高所制造产品的精准度,使其能够在最大程度上满足市场需求。 2.2组合性 在设计并对机械进行制造的过程中,有关人员通常会选择不同的生产工艺进行综合应用,保证所制造产品在规格、质量及效果上都能够满足相应的要求。正因如此,从事机械制造工作的企业才可以有针对性地对业务进行拓展,提高产品的精密度。例如,将生产制造技术和信息技术相结合,能够保障生产控制的精准度,对产品进行生产与加工可以取得事半功倍的效果。 2.3系统性 无论是精密加工技术还是现代化的机械设计和制造工艺,都具有系统性,它们既有需要分别达到的系统性要求,又有需要共同达到的系统性要求,这样可以提升二者结合时具有的精密度,从而推动建筑业的发展。实践结果表明,合理应用相关技术及工艺,一方面可以节约机械设计和制造需要花费的时间,另一方面能够避免现有资源出现不必要的浪费,为经济效益的提升奠定坚实的基础。在绿色制造理念被越来越多人所认可的当下,基于绿色制造理念开展科技创新工作,避免相关技术和工艺的发展给环境带来不利影响,使节约资源成为现实。 2.4全球性 无论是社会的发展还是经济水平的提升,都使得经济全球化成为现实。无论是对机械制造业还是对企业行业而言,要想在激烈的市场竞争中占据一席之地,根据全球化趋势来看,对发展规划加以调整是很有必要的,具体来说,就是在发展综合竞争力的基础上,有选择性地提升相关技术与工艺的现代化水平,充分发挥现代科学技术具有的优势推动行业发展。 3现代化机械设计制造工艺及精密加工技术应用 当前,机械制造业所制造机械产品需要达到的要求,与过去相比明显提高。针对这一情况,相关企业应当树立现代化发展的理念,在精密加工技术的辅助下,提高产品制造效率。下面就以精密加工技术、现代化的机械设计和制造工艺为切入点,围绕着各项技术和工艺的具体应用展开讨论。 3.1微机械技术 与机械设计和制造过程中应用到的传统机械相比,以微驱动器、压电元件为代表的微机械不仅精度高,而且更具有便于操作、响应速度快等诸多优点。正常情况下,规模较小的微机械产品,在信息捕捉方面的表现要明显优于传统机械,在对压力、速度变化率等因素进行检测时,微机械元件都是不可或缺的部分。微机械技术在精密性方面具有较高的要求,只有将能力传输、控制等技术相结合,在此基础上开展协调作业,才能保证制造产品所具有精准度达到特定要求。现阶段,作为现代化工艺之一的微机械技术,已经在机械设计和制造的过程中得到了广泛应用,并且在提高产品精密性方面发挥了突出的作用,满足了社会及市场的需求。 3.2切剥技术 应用在机械设计和制造过程中的切剥技术,作用主要是处理加工元件,使其符合生产精度要求,传统的切剥技术已经无法达到高标准的要求。如果想要提高机械设计和制造的精度,当务之急在于改进切剥技术,尽量削弱机床给工件带来的影响,精密切剥技术应运而生。目前,机床的最快转速已经可以达到每分钟几万转,工件受到机床和刀具的影响被削弱,精度自然有所提升。将切剥技术和信息系统进行有机结合,自动化控制切剥过程,可以使切剥精度得到大幅度提升。 3.3纳米技术 纳米技术已经被应用在对机械设备进行精密加工的过程中,并且在提高产品精密度方面,发挥了无法替代的重要作用。作为精密加工技术的一种,纳米技术常常被应用在计算机集成电路中和对精密零件进行设计的过程中。应用纳米技术制造所得零件,强度高、质量好、精密度高且保存期长,纳米技术的出现,促进了机械制造业的发展。 3.4研磨技术 在生产和加工机械所需硅片的过程中,研磨技术的“身影”十分常见。正常情况下,硅片表面的粗糙度应当在0.1cm-0.2cm之间,待研磨后,有关人员需要在抛光的同时不断调整外观细节,才能保证硅片具有的作用。由于现代机械制造在精度方面提出的要求明显高于过去,应用传统技术对硅片进行研磨,已经无法达到产品对精度的需求,作为精密加工技术之一的精密研磨技术,出现在了人们的视野中,并且在实际作业的过程中发挥了突出的作用。较为常见的精密研磨技术包括机械化学研磨、流压炫富研磨等。随着需要直接接触工件的传统研磨技术被精密研磨技术所替代,工件表面结构受研磨设备损害的情况得到了有效解决,研磨精准度大幅提升,机械产品质量也会随之提升。 4结论 无论是机械设计制造工艺还是精密加工技术,在发展的过程中都会不可避免地遇到许多困难与阻碍,但是在多方人员的共同努力下,大部分问题均已得到解决。现阶段,应用在机械设计还有制造过程中的现代化工艺与精密加工技术,具有无法被替代的重要作用,甚至推动了经济的发展。
1机械制造工艺与精密加工技术的现实意义 在现代化社会中,机械制造工艺与精密加工技术实现了普遍应用与广泛推广,同时也得以在电子与冶金等各个领域大力拓展。但是,在技术不断更新发展的背景下,机械制造工艺与精密加工技术的更新、优化也备受瞩目。社会各个领域对机械产品的多元化需求,以及对质量的高标准,在很大程度上推动着机械制造工艺与精密加工技术的有序发展。随着工业化规模扩大,进程加快,机械制造工艺与精密加工技术的应用需求也随之扩大,这就需要进一步强化对机械制造工艺与精密加工技术的深入探究,以促进技术的优化发展,从而促使我国实现工业化可持续发展。 2机械制造工艺与精密加工技术的关系 2.1关联性 就技术层面而言,机械制造工艺与精密加工技术之间息息相关,两者可谓是相辅相成,因此,可以说机械制造工艺与精密加工技术之间保持着强大的关联性。所谓关联性实际上并非单纯体现在制造工程中,其中产品调研、开发、工艺设计、加工制造,都和机械制造工艺与精密加工技术之间密切相联。一旦其中任何环节出现问题,都会直接影响精密加工技术与机械制造工艺的有效应用,从而直接威胁产品质量。因此,为了实现机械制造工艺与精密加工技术的高效应用,必须加强对其关联性的重视,并充分掌握和发挥关联性的作用。 2.2系统性 机械制造行业具有其自身的独特性,即结构多元化,在生产过程中,所涉猎的知识各式各样,交叉学科较多,所以,机械制造实际上就是一个系统性工程。但是,在机械制造工艺与精密加工技术的有效应用中,还需要实时关注其系统性,这主要是由于机械制造工艺与精密加工技术是现代化科技发展的成果,其具备一定的结构体系,具有明显的系统性。因此,在切实应用时,需要高度重视机械制造工艺与精密加工技术的系统性,并加以充分合理利用,以此促使机械制造水平得到有效提升。 2.3全球化 随着经济全球化的到来,社会各界经济与工业等领域都备受影响,导致市场竞争愈演愈烈,其充斥在各个环节,即价格、成本、技术等,其中各方面竞争都能够在一定程度上促进企业综合竞争力的明显提升。就重工业来讲,技术是竞争的核心所在,因此,在机械制造行业中,必须熟练掌握多样化的制造技术与工艺,只有这样,才能够得以在国际市场竞争中占据有利地位,在激烈的市场环境下获得较好成就。而为了有效提高机械制造企业的技术竞争力,需要紧跟世界发展潮流,不断引进先进的国际工艺与技术,这样一来,机械制造工艺与精密加工技术就会面临全球化,而此特征能够很好地促进机械制造行业的可持续发展,从而推动整个社会的机械制造行业稳定发展。 3机械制造工艺 3.1气体保护焊接工艺 目前,气体保护焊接工艺实际上就是基于电弧作为热源的焊接技术工艺,其具有一定的独特性,即焊接物体的四周充斥着一层气体保护介质。在金属焊接中,电弧周围会自动生成气体保护层,以此将电弧、熔池与空气隔离开来,这样一来,便可以确保有害气体不会影响焊接,而且还能够有效避免在焊接时,部分位置进入气体,导致焊接位置的金属韧性明显降低。另外,还可以确保在焊接中,电弧的稳定性与坚固性,促使焊接材料可以充分燃烧,防止不均匀燃烧所引发的有害物质,直接威胁相关工作人员的身体健康。而利用机械制造主要是为了详细分析生产效果,在焊接中,适当增强对机械制造工艺的重视,确保电焊效率与质量。 3.2电阻焊焊接工艺 所谓电阻焊焊接是基于焊接物体,紧密压制在正电极和负电极中间,实现通电,并以电流为载体,通过焊接物体接触面积周围,构成电阻热效应,以此加热并融化金属,促使其实现与其他金属的融合,从而形成的焊接技术工艺。电阻焊焊接工艺在实际应用中,具有其自身的明显优势,即焊接质量良好,加热和焊接所耗费的时间较短,过程十分精简,生产效率和水平良好,不会产生有害物质,自然也不会造成空气污染。但是,电阻焊焊接方式也有一定的不足,即设施设备的成本较高,维修时难度较大,焊接能耗明显较高。所以,电阻焊焊接工艺一般主要应用于医疗设施设备、航空航天、军事等各种高科技的精细行业中。 3.3埋弧焊焊接工艺 埋弧焊焊接工艺实际上在焊接时,处于焊接层,将电弧燃烧,以此进行焊接的一种工艺。人们在使用此工艺时,一般主要有两种方式方法,即自动焊接与半自动焊接。其中,自动焊接就是自动埋弧焊,利用小车传送焊丝,并将电弧进行移动,然后自动焊接。而半自动焊接则需要借助人工力量,手动输送焊丝,并适当移动电弧,以此进行焊接。在半自动焊接中,因为需要耗费大量的劳动力,所以,其随着科学技术的快速发展,已经逐渐走上淘汰之路。在传统焊接技术中,通常利用半自动电弧焊接技术,慢慢被电渣压力取代。这主要是因为电渣压力具有明显优势,其焊接效率比较高,而且质量好,在机械制造工艺中,充分合理利用此焊接技术具有十分重要的现实意义。而且,在选用焊接技术时,一般会选择优质焊剂,高度重视焊剂的碱度,以此确保焊接技术得以在焊接中,保障机械制造工艺整体性能,同时体现机械制造工艺的良好效果。 4精密加工技术 4.1切削技术 在机械制造加工中,依旧沿用传统的高精度加工技术和工艺。目前,如果利用精密切削技术,提高机械表面的光滑度,就要求选择与技术要求相符的刀具、机床、工件等设施设备,防止产生各种严重后果。在精密加工过程中,合理利用机床,所选用刚度需要与精密加工保持在同等合理水平,另外,还要实时掌握热变形性能与抗振性能。为了实现这一标准要求,应在产品加工过程中,全面发挥高科技技术的优势作用,即精密定位技术、微进给技术、压力静压轴承技术、精密控制技术。而在精密加工中,还可以适当提高机床主轴的旋转速率,从而促使产品加工的精密效果得到明显提高。 4.2研磨技术 在加工集成电路元件领域中,精密研磨技术的应用最为广泛,而且其中大部分都是以小型为主。在加工硅片时,明确了需要在1-2mm之间进行的特定要求。传统的加工研磨技术并不包括这一项功能,而且现代化精密研磨技术,例如抛光技术等等,都能够满足这一特定要求。随着社会经济的快速进步与发展,科技水平的不断提升,弹性发射及其应用加工液产生化学反应等各种现代化的精密研磨技术,已经实现了初步研发与应用。 4.3纳米技术 在精密加工技术中,纳米技术主要就是融合物理技术与工程技术,以此衍生的一种先进的加工技术。切实在硅片加工中应用纳米技术,在硅片上雕刻仅仅有几纳米刻度的线条。 4.4微细加工技术 微细加工技术与纳米技术大体上相似,其中,微细加工技术可以强化机械加工产品的整体性能,缩小产品体积。而微细加工技术可以提高半导体的加工精度,几乎能够达到几百个埃的程度,从而促使在工业生产中应用的各种电子元件越来越小,能耗也不断降低。而其中微电子封装技术主要是利用膜技术与微细加工技术,在框架或者基板上,布置、粘贴、固定、连接芯片和其他各种要素,引出连线的端子,并以可塑性绝缘介质为载体,进行灌封固定,以此形成整体的立体结构工艺。现阶段,微电子封装技术在快速发展,在半导体产业中得以大力推广和普遍应用。其中,微电子封装技术主要包含TCP、BGA、FCT、CSP、MCM、三维封装。 4.5模具成型技术 目前,就汽车与飞机等产品而言,其中一些产品元件制造都是来源于模具加工。模具成型技术的关键在于有效增强模具加工的精确度,这也在很大程度上体现了制造行业的整体水平。在制造加工过程中,合理利用电解加工工艺,既能够提高模具精确度,达到微米级别,又能够有效防止产品表面出现各种质量问题。 5结语 总而言之,机械制造工艺与精密加工技术直接影响着机械制造行业与工业化的未来发展,所以,不断扩展机械制造工艺的推广和应用,具有十分重要的作用。而深化对机械制造工艺与精密加工技术的认识非常有必要,而且只有基于准确认识,才能够不断优化和创新机械制造工艺与精密加工技术,从而才能够进一步为机械制造行业实现可持续发展提供完善的服务。
浅谈艺术工业产品设计:环境艺术设计与工业产品设计形式美感比较 摘要: 环境艺术设计中的建筑设计和工业产品设计,都是要强调功能与审美的结合。在现代工业产品设计与现代建筑设计中都存在着形式美的法则,是体现二者美感的重要方面。本文对构成两者审美特征的形式美的法则进行了对比分析,证明在艺术中是有一些潜在的规律是适用于所有艺术的,有助于在我们在今后的设计中提高对形式审美特征的认识和把握。 关键词:工业产品设计 建筑 现代主义 形式美 环境艺术设计的核心――建筑,它无论是作为人身体的或是灵魂的居所,都被人投入无比激情与巨大的财力去尽情的创造。自人类独立于动物界以来,建筑就成为了人类的标志。建筑的设计史可以洋洋几万卷,在人类发展的每一个时期它都是最好的见证,凝结了人类各个时代最杰出的艺术、才智和技术水平。工业产品是随着近代工业革命发展产生的,虽说要从用具器物的角度看,器物制造设计史丝毫不逊色于建筑,可作为大规模批量生产,针对市场来生产设计的工业产品却只能从近代工业革命开始。工业革命无疑是人类发展史上最具有划时代意义的一场变革,它使得我们的生活方式、生产方式都发生了深刻的变化。作为最能反映时代变革的建筑设计当然也不例外:现代工业的发展使得钢铁、玻璃和混凝土等新型建筑材料的出现,这给建筑的设计带来决定性的影响,彻底改变了建筑的面貌,并在此基础上荫发了现代主义的建筑设计,这一设计形式直到今日仍广泛使用在建筑设计领域,同时也深刻影响了产品设计的发展。 一、造型美 建筑与工业产品一样都是具有体量的,占领高、宽、纵深三度空间的造型艺术(建筑艺术相对复杂,还有时间因素的影响)。在造型上,二者一方面要满足人们一定的功能使用要求,另一方面还要满足人们精神感受上的要求。一个优秀的设计除了拥有合理的功能,更重要的是有优美的形式,能给人以美的视觉享受。 纽约西格拉姆大厦建于1954~1958年,大厦共40层,高158米,为世界上第一栋高层的玻璃幕墙大楼,是著名建筑师密斯・凡・德・罗的代表作品。大厦主体为竖立的长方体,除底层及顶层外,大楼的幕墙墙面直上直下、整齐划一。就造型而言,西格拉姆大厦的外形极为简单,方方正正,是一个很典型的正六面体,但他巨大的体量,却呈现出了长方体高大单纯的美。玻璃幕墙上窗框的分割使其表面形成了有秩序感的细节,使其造型虽简单但却并至于单调。现代建筑的正是利用整体的单纯与适当细节间的比例充分展现出和谐之美,正如维特鲁威所说:“当建筑物的外观优美悦人,细部的比例符合正确的均衡时,就会保持美观的原则。” 二、材料美 《考工记》中说:“天有时,地有气,材有美,工有巧,合此四者,然后可以为良”,可见早在中国的古代就懂得依靠材料的性能和特点来表现美的特征。从设计史上我们更可以看到不同设计风格的演变往往与新材料的发展和应用是同步进行的,新材料出现与加工方法的改进,直接影响着我们的设计手法。现代建筑上新的形式特征就是体现在对新材料的组织和构造上,而现代工业产品的形式美也在很大程度上是依靠对材料的运用和加工来表现的。材料的质感与肌理是正是形式美的重要领域。现代工业的发展和加工技术的进步,使材料呈现的面貌日益丰富,也为我们的设计提供了更多创造的可能。在现代设计中常见材料的有金属、塑料、陶瓷、玻璃、木材以及不断出现的新兴复合材料,而其中的新型的金属和玻璃材料在现代设计中的应用最为广泛。新的合金金属材料有着光洁的表面,卓越的性能,具有独特而闪烁的金属光泽,常常给人一种神秘的高贵感,最能体现出高科技的现代感而深受设计师的喜爱。玻璃的晶莹与剔透一直吸引着众人的目光,并让大家深深为之着迷,现代复合的玻璃材料在强度和硬度上有了很大的改进,因此在现代建筑与工业产品设计都得到了更为广泛的运用。 三、意境美 美学家克莱夫・贝尔在他的著作《艺术》中指出:“一种艺术品的根本性质是有意味的形式”。它包括意味和形式两个方面:“意味”就是审美情感,“形式”就是构成作品的各种因素及其相互之间的一种关系。一件作品通过点、线、面、色彩、肌理等基本构成元素组合而成的某种形式及形式关系,激起人们的审美情感,这种构成关系、这些具有审美情感的形式就称之为有意味的形式。无论是在建筑还是在产品设计中,一件完美的设计作品,不仅要有良好的功能外,更要有优美的造型,而所谓优美的造型应当是一种有意味的形式,是能创造出独特的意境美,激起人们的强烈情感的美。 建筑有着各种丰富的设计哲学,多变的形式,很多都是有意味的形式的典范,形成了各具代表的风格。作为二十世纪最著名的建筑设计大师之一,密斯坚持:“少就是多的”的建筑设计哲学,在他的作品中各个细节精简到不可精简的绝对境界,运用直线特征的风格进行设计,为建筑的外形进行了重新的定义,他纯净、透明和施工精确的钢铁玻璃盒子成为了现代风格的代名词,并深深影响了我们对建筑的认识,改变了现代建筑设计的面貌。 结论: 电脑是现代科技发展的产物,它是完全现代的、独立的,没有任何历史和背景的现代工业产品,它最集中的体现了现代技术的水平,现代材料工艺的技巧,但在外形造型上它却不可避免的要符合我们审美习惯的需要,所以要想设计出有审美价值的产品,有必要学习掌握各类艺术形式美的法则来丰富产品设计的的的手段。建筑作为人类艺术的集大成者,有着深厚的文化底蕴,积累了丰富的形式美的法则,都可以作为电脑造型设计上灵感的源泉。 浅谈艺术工业产品设计:从艺术角度观工业产品设计 摘要:从文化学的角度来说,人类最初的造物活动是最本质的文化现象,是“本元文化”;从艺术文化学的角度来说,造物文化也就是造物艺术文化。造物艺术是艺术文化的一种特殊形态,是视觉艺术语言。作为人类造物活动的延续和发展,工业产品设计同样是一种艺术文化。工业产品设计的本质,就是用艺术的造型语言体现造物文化,是艺术质的造物文化活动。 关键词:艺术文化学;工业产品设计;文化 人类的造物活动,是以人类自身的创造性获取一种自然界中本来没有的功能形式,求得在自然中的主动生存,是最本质的文化现象。造物文化就是一种在物质文化和精神文化之间或之上未经分解的文化,带有原发性和综合性,是“本元文化”①。一部人类的文化史,无论在哪个地区和民族,都是从制造生产工具和生活用品开始的。人类在打制第一件石器作为工具的时候,完全是“实用先于审美”②、出于“劳动”、利于“生存”的实用目的。因此,从最早的意义上讲,造物活动是综合的、笼统的、实用的。但是,一般的人造物一旦作为物质出现,就会具有一定的实用功能;作为物质的存在,就会对人产生精神的影响。在“劳动”、“生存”的实用目的达到以后,人类就开始具有了“艺术”和“审美”的考虑,一般的人造物就上升为造物艺术。在长期的历史中,随着人类进行“艺术”和“审美”的考虑越来越丰富,人造物逐渐从中派生出、分离出了所谓的“纯艺术”,由此形成艺术文化,以致出现了“物质文化”和“精神文化”的分野。然而,造物文化作为原发性的“母型”并没有解体,而是沿着自身的轨迹发展。 大千世界,多样的造物艺术司空见惯。然而,当我们生活在一切需用之物齐全的环境里,无时无刻不接触的造物艺术的存在都被认为是天经地义的,于是我们便对它们视而不见,对这些人造物的“母型”地位也就漠视了:把这种造物艺术文化简单地归入“物质文化”,斥为工匠之作,并将其排除在艺术与美学之外。特别是我国自先秦以来,奉行形而上之道,以形而下之器为不齿。这种“重道轻器”的思想沿袭于历代,不仅大批艺人、工匠得不到应有的经济地位和社会地位,造物活动作为一项文化也没有在整体意义上得到相应的承认和重视。文人士大夫们甚至“坐而论道”:“虽小道,必有可观者焉;致远恐泥,是以君子不为也。”③这种“君子不为”,不知影响了多少人。 马克思指出:“直接的物质的生活资料的生产,因一个民族或一个时代的一定的经济发展阶段,便构成为基础,人们的国家制度、法的观点、艺术以至宗教观念,就是从这个基础上发展起来的,因而,也必须由这个基础来解释,而不是像过去那样做得相反。”造物艺术文化是艺术文化的基础和根源,又是艺术文化的一种特殊形态,两者相辅相成。造物艺术文化的不断积累,才使人类的艺术文化逐渐充实丰满,才将人类的文明高高托起。 人类创造了满足各种生活所必需的工具,最初是靠手,尽管往往是原封不动地搬用自然材料,但已经深深地刻上了人类的印迹。在保留着打击痕迹的人类第一件石器工具中,能够看出,人类经过漫长的岁月,创造出了最顺手的和最能发挥功能的造物艺术。如果“把具有目的,由人类创造出来的所有实体都可称为产品设计”④,那么,这个手工的造物艺术也可以笼统地称为工业产品设计。随着时代的发展、技巧的熟练,造物所使用的材料既有自然的,也有人工制造的。人类不仅能改变天然物的形态,而且能利用火使黏土烧结,改变材料的性质,从而开扩了工业产品设计的领域及性质,艺术的手段可以轻而易举地被体现,只不过当时工业的概念仍然是手工业。在人类社会文明高度发展的过程中,工业革命开始以后,造物艺术伴随着大工业生产技术和艺术文化的不断融合,在20世纪初凝聚成为工业设计,并作为一门独立完整的现代学科得以确立,工业产品设计才具有了真正意义。 工业产品设计就是对工业产品的功能、材料、构造、工艺、形态、色彩、表面处理、装饰等诸因素从社会、经济、技术等方面进行综合处理,既要符合人们对产品物质功能的要求,又要满足人们审美情趣的需求。也就是在对工业产品进行外观设计时,不仅要研究工业产品制造的可能性、可操作性,同时还要研究形态表现的艺术性。这里的“艺术性”包括产品的造型、色彩、纹饰等与视觉效果相关的结构处理与纹理效果处理。 工业产品设计也是人类创造的物化形态,在成为一种造物艺术的同时,它也成为了一种视觉语言艺术。我们通常把通过眼睛体验到的美的东西称为“视觉艺术”或“空间艺术”,因此,造物艺术是一种视觉语言艺术。一般艺术都是由特定的语言形式来体现的,在这里,造物艺术的语言是人造物的具体形态、色彩、质感等,是可以通过视觉感受来鉴赏和识别的。工业产品设计,作为人类造物活动的延续和发展,同样是一种艺术文化,是艺术语言的一种表现形式。 前“全苏工业设计科学研究所”所长尤里·苏罗维夫曾把工业设计评价为人类的“第二文化”:“从属于文化,即由各种产品创造出来的‘第二文化’,反映了由社会经济体系、意识观念的差异和物质与精神之间的矛盾所产生的全部结果的复杂性以及冲突。将工业设计这一行为和其成果(产品)内潜的长处和短处,与社会经济的形式及其设计所适应的社会文化分开来考虑,这已是不可能的了。”因此,一方面,工业产品设计必须依赖具体的文化环境;另一方面,工业产品设计本身,也创造了文化。工业产品设计的本质,也就是用艺术的造型语言体现造物文化,是艺术质的造物文化活动。大工业的产品不只是为了满足自给自足和狭隘范围集团的要求而生产,而是以广阔的市场为目的。在加工技术机械化的同时,随着科学技术的进步,新材料也不断产生,过去不存在的各种工业产品渐渐进入到人类的生活之中,过去不曾有的艺术手法纷纷显现于工业产品之上,工业产品设计向全社会生活普及和渗透。如今,塑料、汽车和电视等已在现代生活中深深扎根,而我们却渐渐忽视了工业产品设计的本质。 浅谈艺术工业产品设计:工业产品的艺术性 2011年4月6日中国国际瓦楞展的开幕式当天,W2馆H11展位,一台长12米,高2.2米,宽5米的庞然大物,格外引人注目―这是万源多贝克最新一代瓦楞纸板柔印机设备SP2200。 相较以往的机型,这个庞然大物在印刷精准度、稳定性上有了较大改进,可最高实现150线高精准度印刷,颜色上可应对市场上七色印刷所需,四原色加两专色,外加UV上光处理。 外形设计上,智加设计师在外在美感与内在品质上做了探索,将产品功能性与艺术性相融合,运用到产品设计的每一个细节当中。首先,面对机器数万计的零部件,复杂的功能构造模式,设计师参考罗马柱整齐阵列式排布法,对设备空间利用与空间节奏进行重新规划与整合,功能分区明显化,操作系统排布合理化,产品形象庄严、简洁、典雅,俨如一座小型建筑,颇富艺术感和节奏。 技术上,相较先前产品,SP2200可实现对瓦楞纸柔性版直接印刷、高网线、高精度,适用于瓦楞纸板宽度2200毫米到长度1300毫米,厚度由0.7-9毫米的高质量印刷,最高机器速度达9000张/小时,适用于大批量包装盒印刷。 性能上,整机自动控制水平,整机调整时间,生产功效等方面的展现也更加出色。采用了双伺服电机控管模式,人与计算机双重控管,控制机组间的同步、相位及整机速度,确保每次开机的套印精度,实现从走纸、印刷、干燥、上光、输纸各工序的自动控制及实时监控。 正如博朗设计理念中所说“出色的设计是具有美学价值的”。产品的美感以及它营造的魅力体验是产品实用性不可分割的一部分。 SP2200设计的艺术还表现在机组排布上,特别是注重高体验度的人机工程理念,操作人员换版、清洗及停机检查时无需移动机组,操作更加方便快捷,提高了生产效率,同时彻底消除了振动、位移对印刷精度产生的影响。一区一控管的空间整合使整机的设计更加合理完善,在保障产品精准度,高品质的同时,也有助于提高效率、降低损耗。 多贝克瓦楞纸柔版印刷机上墨采用胶辊、网纹辊和刮刀组成,可轻松实现大实地与高网点的同时印刷。各印刷机组之间的过渡空间,保证油墨有充份的干燥时间,配合红外线干燥器和UV上光器,保证了高质量的多色套印和完美的视觉效果。 正是这款巨型设备,极大地挑战了智加设计师的空间改造能力与艺术想象力。伺服电机控制室,印刷区,进纸区,人工控制区,以及广告区等等,注重技术发展和产品设计突破的同时,孜孜不倦地追求产品功能和艺术美的结合。
1自动化技术研究现状 我国高新科技发展起步较晚,部分发达国家已经把自动化技术运用的十分娴熟,我国自动化技术则运用的范围相对较少,处在一个自动化运用的初期阶段。其中最突出的一个表现,就是我国自动化目前管理方式的问题,生产管理模式直接影响着技术的推广,管理生产模式的粗糙和单一不利于自动化技术的深入研究和应用。落后的管理,导致机械制造的生产率非常低下,而且因为管理阶层的不严格,不了解自动化现状及前景的人领导自动化技术公司,直接导致期技术的停滞和推广的缓慢。其次,我国现存的企业机械工程自动化使用中存在着人才断层现象。因为缺少合理的人才管理晋升机制,从而导致人才不断流失,新的技术人员还没有被培养。自动化研究和运用需要不断的供给有才华的技术人员,但现在高新技术领域人才极度缺失,大多数工作人员都只掌握基本技术,所以在自动化技术在设计水平上很难得到较高的水平。总而言之,我国目前的自动化技术研究还是存在一定困难的,尽管我国在经济上不断发展,可在高新技术上还是有很多落后于他国的领域。当代社会,科技是第一生产力,随着人力资源的减少和费用的提高,生产自动化是必然的趋势,我国应加大对自动化技术的研究,不能一昧的利用我国丰富的人力资源而甘愿落后于人,这违背了我国可持续发展的理念。 2自动化技术的实际应用 2.1自动化技术的应用特点 集成化、智能化、虚拟化和敏捷化是自动化实际运用的趋势,自动化改革是能促进机械生产全面革新更上一层的大技术。计算机集成制造是指充分利用信息技术,将各类技术、信息和物料进行会和集成,有效促进了机械制造业进行全面改革优化,有利于经营利益和技术进步的有机结合。而智能化技术则要求在加工制作中分析、判断、决策等智能活动。智能化是自动化技术中较为环保的一革领域,有利于促进生态环境的保护,同时节现代制造工艺、信息技术、人工智能、多媒体技术等高新技术所组成的一项由多学科知识合成的综合系统技术约了人力资源的能源资源。同时,自动化技术虚拟化和敏捷化的特点,也有利于精准机械制造,利于产品加工件规整,更有利于及时的收取社会信息,调高企业组织的灵活性,促进生产组织质量和效率的有机结合。 2.2自动化技术的具体应用 1)集成自动化技术目前在自动化技术的应用中占据重要地位,独占鳌头,技术更成熟更方便,受到人们的普遍好评。集成技术是大规模生产的一次技术革新,其所具备的运作系统,可用来收集生产过程中产生的资料信息,并能把这些信息合理运用到实际机械操作中去。举例来讲,在加工件的生产过程中,就能把手机的资料结合实际,在加工件的机械制造过程中,根据返回的信息对生产过程进行调控与修改,存储新数据,以便下次直接使用。集成自动化技术具有很强的推广性,适合现阶段中国的发展现状,故而在社会上得到了广泛认同,关于集成自动化的研究也在不断加深,该技术的推广和传播有利于节省人力资源,精准生产数据和信息,有利于促进中国机械生产业的发展,促进各生产企业实现利益与质量的双提高。 2)第二个便是柔性自动化技术。相较于其他门类的技术,柔性自动化技术完美的体现了科技发展趋势下机械生产的自动化趋势。因为它的许多奇特之处,在自动化技术中仍是不可替代的一部分,实际机械生产的过程中是不能缺失这一部分的,不仅能促进机械生产技术的提高,还可以智能地控制生产件。柔性自动化技术提高了机械的智能性。因为生产的自动化提高了,企业的生产效率自然也会跟着提升。柔性自动化技术在生产过程中比较柔和,可以以电脑作为平台,改变生产件的设计图等作用,为机械生产提供了极大的便利,适合精细产品的加工制造,一边减少人力资源的浪费,一边节省生产成本,一边促进自动化技术的普及。用依靠电脑来操作柔性技术,合同集成自动化生产模式一样,能有效的促进机械加工业生产效率和生产质量的双体提高,经济利益也自然会提升。柔性自动化技术通过先进的数控技术,不断被推广,必将大力促进自动化技术的发展。 3)最后是智能自动化技术。智能自动化技术是对人工智能进行研究探索,通过高技术的人工智能是生产机械更加灵活方便。智能自动化技术可以说成是一种每一种智能操控技术,仿佛是给机械制造提供大脑,成本大,过程复杂,故而推广起来也是一项难题。如在生产的实际操作中,械制造工程的过程中,这项技术可以形成一个自动化的神经网络系统,该系统可对生产操作具体步骤进行类似于人脑的判断,并下达指令对生产方式进行实际的模拟运行,是一项值得深究的高新技术,国家应加大对其的研究投入力度,借此促进机械加工业的发展。 3结论 经济迅速的发展离不开工业的发展,不论是轻工业还是重工业,都是国家经济的顶梁柱,所以促进国家工业技术发展是非常必要的。机械自动化的发展有利于促进机械生产的革新,符合国家建设工业强国的理念,对促进制造领域的长足发展和进步有重要的现实意义。
前言:电工新技术是在社会科学技术发展过程中产生的新型电工技术,其在机电一体化系统中得到了大规模的应用。而随着机电一体化中电工新技术类型的不断增加,也为机电一体化管理效益的提升提供了巨大的驱动力。而为了保证机电一体化电工新技术实际应用价值的充分发挥,对现阶段机电一体化电工新技术的运用进行适当分析具有非常重要的意义。 一、电工新技术的基本概述 电工新技术主要是在以往电工技术运行的前提下,通过规模化应用技术的推广,可构建与现代社会生产更加符合的生产模式。在时代的发展过程中,电工新技术也是未来电气工程的主要发展趋势。 二、电工新技术的发展及重要性 不同知识领域相关学科的发展,决定了电工技术的发展程度。而在信息时代,新的理论知识及科技原料交替出现,为电工新技术的发展提供了机遇。电工新技术自身具有极其广阔的应用范围,其在机电一体化中的应用在一定程度上解决了我国生产力缺失的情况,降低了机电生产环节的资源无辜损耗情况。电工新技术在发展过程中,对于我国国民经济发展具有较为优良的影响。同时通过电磁信息的改善,可进一步提高机电一体化的生产效率。超导体材料等新型材料的普及应用及计算机微电子技术的发展成为现阶段电工新技术应用的突出特征。一方面在新型材料普及应用过程中,超导体材料、临界温度较高的新型超导体材料、半导体材料等新型电力元件及光电元件的逐步出现,为超导电工模式的发展提供了充足的资源支持,也为电工节能技术及自动控制水平的提升提供了依据。另一方面在机电一体化领域,电工磁场定量分析是现阶段电工新技术发展的主流区域,其改变了以往复杂分析、精密试验的电工管理模式,而通过CAD技术的应用,为整体电工制造行业的发展提供了有效的驱动。电力电子技术也是电工领域的又一次技术革命,其不仅提高了用电效率及电能技术应用效果,而且也为机电一体化管理系统的不断优化提供了依据。 三、电工新技术在机电一体化中的主要应用 电工新技术在机电一体化中的主要应用主要包括控制器方面的应用、PC/PLC的应用和运动控制卡的应用等方面。 (一)控制器方面的应用 控制器技术是现阶段机电一体化中应用较广泛的技术,其主要依据控制技术及通信技术,通过自动化控制系统的构建,实现高精度机电控制。常用的控制器主要有积分控制器、比例控制器等。在实际自动化控制系统应用过程中,主要有开环、闭环两种控制模式。通过两种控制模式的综合应用,结合全闭环数字伺服系统的应用,可有效控制机电设备运行偏差,从而最大限度提高机电设备控制精度。在实际运行中,电工控制器技术主要通过数字控制电动机,结合PCC模式的应用,对相应电机的转向、步数进行合理控制。而通过对X、Y、Z等机电设备机械运动模块的分析,结合对电机相线的逻辑分析,可将进给传送线长度进行合理缩短。同时依据电机运转情况,对电机脉冲频率进行合理调整,从而保证在运行时间一定的情况下,完成高精度机电零件加工。在控制器技术下的电机驱动调整,不仅可以提高加工质量,而且可以通过数据控制实现零件精度控制。 (二)PC/PLC的应用 PC是在现阶段工业生产过程中出现的新型自动化控制装置,其主要在计算机控制技术应用的基础上,结合通信技术,实现了逻辑控制、定时、自动调控等多方面功能。PC技术具有编程便捷、兼容性高、操作快速的特点,且其拥有较为完善的自我监控系统,可实现多任务操控管理。PLC技术主要是一种可编程序控制系统,其在生产机械自动控制中得到了广泛的应用,特别是大规模集成电路的出现,进一步提高了PLC技术的智能化程度。其可使用计算机编程软件代替以往以硬件接线为主的机电控制模式。而通过计算机编程软件人机交互模式的应用,可进一步提高系统的运行效率。特别是PLC控制系统软接点的设置,可将整体机电控制系统设计、施工、调试进行有机整合,从而实现良好的运行效益。 (三)运动控制卡的应用 控制是运动控制卡的主要内容,现阶段运动控制卡主要用于机械报装、机械印刷等生产模式,其主要是在PC技术应用的基础上,通过运动控制系统的安装,可控制机电一体化内部各个部件。在具体应用过程中,运动控制卡可发出脉冲频率控制电机速度。基于PC技术的控制场合上位控制单元升级,可在数字输入的同时,通过DA/输出等变频功能的应用,实现变速器调速管理,从而将工频电源转换为需要的频率交流电源。而脉冲数量的改变也可以促使电机发生平面位移,进而控制步进电机、或者伺服电机进行直线运动。在运动控制卡脉冲输出模式中,主要有脉冲/脉冲方式、脉冲/方向等几种类型。结合计算机技术的应用,可控制机电设备实施各种位置移动模式及速度的运动。在PC技术发展过程中,运动控制卡的应用范围也不断拓展,其在机电一体化中主要用于机床数控,通过在相应间距内轮廓的计算,可以插补的方式将各个生产构件进行有效连接,从而实现机电自动化控制。 四、结语 综上所述,社会科技水平的提升推动了电工新技术的发展,电工新技术在机电一体化中的应用,改变了能源结构,同时也为我国电能资源的合理配置提供了充足的技术数据支持。电工新技术是现阶段我国电工行业发展中出现的新型管理模式,其将计算机控制技术、信息技术进行了有效的整合,而通过不同理论知识的相互影响促进,也为机电一体化生产效益的提升提供了有效的依据。
浅析室内设计的功能与艺术美:室内设计中古典美与其功能的适合性初探 摘 要:近年来,伴随社会经济水平的提升,人们的审美能力也显著提升。室内设计与人们的生活息息相关,室内设计的模式以及功能τ谑夷谏杓频男Ч呈现影响较大。传统文化在室内设计的融入,有效的提升了室内设计的古典美,同时能够满足室内设计的功能需求。基于此,在本文中将针对室内设计中的古典美与其功能的适合性进行探索。 关键词:室内设计;古典美;功能;适应性 1前言 在现代社会发展的大环境下,室内设计的发展从传统的理论模式中转变为了多元化的理念。传统文化能够作为室内设计的理论基础,在当今的室内设计中提供了较多的建议。如今室内设计能够与古典元素相互结合,使得内部空间环境的设计实现了功能与美学思想的融合。因此,传统文化和古典元素对于室内设计的发展提供了诸多的新思想。 2室内设计空间布局 在现代室内设计中,室内设计的空间布局至关重要。科学合理的室内空间布局能够为人们的生活、学习以及工作提供便利。那么在室内空间环境的布局上,首先需要以设计方案为核心,合理布局,设计师在方案规划环节中,与建筑设计的类型、业主需求相互结合,实现精心设计;其次,室内空间布局设计的要保障安全性,一方面是对于室内空间内部人的安全进行保护,另一方面是对空间结构稳定性进行维护。包含了装饰品、家具、电器等实际应用,对于人的安全影响等;再次,室内空间布局的比例舒适度,良好的空间布局比例,决定着人的视觉感官、审美满意度等。同时,在布局合理的情况下能够有效的提升室内空间面积。第三,室内空间布局中的颜色选择,色彩的应用实际上是对室内环境氛围的烘托,与室内的艺术性息息相关。 在具体的室内空间布局设计中,特别需要实现空间环境上的处理,其中包含了虚拟空间、交错空间、凹入空间、外凸空、迷幻空间、下沉空间、地台空间的应用。以地台空间的布局设计为例,地台能够将地面的边缘划分出来,并且能够将地面抬高,具有较强的展示性,那么处于地台的人其视野比较开阔,具体的布局设计上能够将家具、设备以及地面等相互结合,对空间进行充分的利用,使得空间效果营造的更加理想。 3室内设计中古典美与功能适合性布局 在室内设计中,古典美的应用,与结构设计的功能性体现,需要从空间功能设计角度出发,并且将传统文化与现代主流设计相互融合。 3.1功能设计 如何在室内空间设计环节中,既能够保障某一模块的设计符合室内中人对其功能性需求,并且使得结构布局中体现出古典美,是摆在室内设计中的难题。首先,需要充分的挖掘古典美艺术元素,并且找寻艺术元素与室内空间功能之间的衔接,保障室内设计能够体现出古典美,并且符合人们的审美要求。提到古典设计风格,很多的室内设计时就会想到复古元素在室内设计中的应用,但是基于古典美与功能适应性的空间布局设计,还需要从环境、生态等角度出发进行分析。在当今社会经济发展模式下,低碳环保理念在多个领域中得以应用。因此,设计师从自然元素角度入手,将很多自然物象引入到室内设计中来。 中国传统装饰元素在室内设计中呈现形式不同,既包含了民族创新与民族古典美学精神,也包含了丰富的审美习惯。在具体的设计中,设计师往往能够与中国传统古典元素相互结合,从而能够设计出具备简约美、空间美、意境美等设计作品。基于古典美的室内设计,效果最为直接的方式就是中国的书法与绘画作品,如,在2012年上海世博会中国馆的设计中,以“东方之冠”为馆的名字,运用中国传统的建筑魅力,通过层叠的结构造型设计,提升建筑物整体都雕塑感,体现出桂冠的风采。 3.2现代主流设计 现代化室内设计中的古典美体现与功能适合性彰显,不能一味的应用传统元素,需要与现代化的主流设计风格相互结合,在古典设计风格中体现出现代化设计理念。如,基于竹编的家具设计。竹编家具在近年来应用比较多,在室内空间中应用既能够满足人们的生活需求,也能够将古典美诠释的淋漓尽致。竹编艺术元素能够与室内空间中的屏风、座椅、飘窗等结构相互结合。再如,将竹子作为水龙头,装饰实木洗手台桌子,将自然气息引入到卫生间,即能够体现出室内设计的环保功能,也减缓了现代城市节奏,呈现出室内设计的古典美感。 4结论 综上所述,室内设计中古典美与功能的适合性应用,首先需要保障室内空间结构设计合理。在现代室内设计中,室内设计的空间布局至关重要。科学合理的室内空间布局能够为人们的生活、学习以及工作提供便利。古典美的应用,与结构设计的功能性体现,需要从空间功能设计角度出发,并且将传统文化与现代主流设计相互融合。 浅析室内设计的功能与艺术美:从机械结构的功能审美看室内设计中的极简主义 [摘要]极简主义所主张的形式简洁、高度功能化与理性化的设计理念,与机械设计中所表现出来的功能审美意义指向不谋而合;多学科间的交叉、渗透是室内设计走向科学化、生态化、人性化的重要途径。本文从交叉学科的角度,阐述机械结构设计与现代室内设计间互动先行的理念与方法。 [关键词]学科交叉;机械结构;极简主义;室内设计 自从进入环境艺术设计领域,一直想尽快摆脱“机械”这个“干系”,好让自己脱胎换骨更像一名“艺术设计”的教师。但是,经过多年室内设计教学,近来忽然对机械设计这个老本行怀起旧来。其实现在行业及学科间的交叉、渗透越来越多,人们考虑问题多样化、思维方式发散性,所以,将老本行与新专业联系起来也不足为奇。特别是近年来室内设计中不断推崇极简主义风格,更使我联想起精美绝伦的机械结构,如果将机械结构设计的某些理念,运用到室内设计的思路中,那将是一番别有的境界。 一、机械结构之精简 所谓机械结构,大到造船机械、煤炭机械、钢铁机械,小到仪器仪表设备,其结构不外乎是各种轴套类、盘盖类、箱体类零件和一些诸如齿轮、带轮的传动零件以及起零件连接、支承作用的标准件等等一系列零件的组合。 在这些组合中,零件与零件之间的有序排列、部件与部件之间的合理空间,无不透露着精密、简洁的设计风格。每根轴的直径由其所传动的扭矩来决定,决不会多用一点材料;每个齿轮的齿数由其所要求的速度来定夺,更不会无缘多出或少掉一牙。细看那些机械结构,你会发现你不能移去任何一个零件,哪怕是一个小小的垫圈,可见机械结构中的极简主义风格已经用到了极至。再从另外一个视角观察,那些零件有序而合理的组合,宛如一件精致的艺术品,让人叹为观止。 机械设计是一种以科学为基础的技术领域,它既要保持过去设计技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。不断创新的设计理念与现代高新技术相结合,从而产生了一个完整的技术群。设计师的意图只有通过精密的加工和精准的配合,才能真正得到实现。 二、室内设计中的极简主义 极简主义,顾名思义,就是崇尚以尽量少的元素来表现尽量多的内涵,即主张形式简单、高度功能化与理性化的设计理念,这与机械设计的理念不谋而合。不可否认,“极简主义”是当下室内设计中最具代表性的风格,其影响力已涵盖室内设计中所有的领域。从住家到服饰店、餐厅至美容疗养院,简约风格已经成为设计师们表现空间的一大法宝。 极简主义室内设计的特征就是要做到高度理性化,摒弃无谓的繁琐装饰。它不仅是否决、减少和净化。而且对家具选择、空间布局都很有分寸,从不过量。传统概念下的室内设计总是将室内空间装饰得尽可能丰富,而极简主义设计却会留下足够的空间,达到人对空间的潜在要求。它惯用硬朗、冷峻的直线条,这些基本要素有可能只有几组简单的线条,光洁而通透的地板及墙面,利落而不失趣味的设计装饰细节等,极简主义室内设计还主张运用大片的中性色与大胆而强烈的重点色、轮廓鲜明的直线条与少量的图案装饰作夸张的对比,达到一种视觉冲击力。 这种简洁、明快的设计风格十分符合快节奏的现代都市生活,在某种程度上能使人的心情更加放松,创造一种安宁、平静的生活空间。 三、机械设计与室内设计理念互动 室内设计是一种以科学(理性)为机能基础,以艺术(感性)为形式表现,为了塑造一个物质与精神并重的室内环境所采取的一连串创造性活动。理性强调的是实用性、安全性及效率;感性则比较着重在灵感上的满足,强调对于视觉美感以及抽象境界素质之提升。 室内环境的设计,要运用科学的法则,加强空间机能的作用,以“实用”和“经济”为原则,满足生活上的多重需要。诸如空间计划、家具陈设,乃至于通风、采光,及管路线路的装配等,都要完善地配合生活机能,有效地利用人力、物力及财力,使有限的物质条件发挥最大的机效,以提高物质生活的水平。这是室内设计的先决目标。而室内设计的终极目标,则是室内空间的造形、色彩、光线和质感,这些都要在美学的规范下,取悦感官并鼓舞情绪,表现生活的格调与内涵,提升生活价值。 机械设计中的简洁、秩序和几何形式以及机器本身所体现出来的理性和逻辑性,会产生一种标准化的、纯而又纯的模式。因此,室内设计和机械设计在某些层面上还是相通的。这不禁使我联想起前面提到过的,即机械设计师的意图只有通过精密的加工和精准的配合,才能真正得到实现。所以,如果要将“极简主义”延续下去,室内设计并不只是采用朴实材料这样的做法而已,讲求简单纯粹美感的同时,在施工品质上千万马虎不得。比方说以往惯用装饰线板去遮掩不同材料接口的痕迹,强调极简主义没有过多装饰接头的作品,施工上必须格外精准以强调这些几何理性的线条。另外,室内设计的家具与室内整体环境的协调非常重要,总的特征是造型简单但不失优雅,减少装饰图案,要含蓄而大方以突出这种简单、纯粹、优雅、时尚的风格。“材料、加工工艺、产品功能”这三段式的机械设计要求,会越来越多地运用到室内设计中去。 四、结束语 机械结构的核心是,在考虑满足功能性的前提下,简洁、合理、精准地组合好各相关零部件。在能源紧缺、环保当头的现今社会,人们开始对现代科技生产对环境及生态的破坏进行反思,设计师的社会责任心将对设计进行重新思考。室内设计也可启用一些机械设计的理念,“简洁、精致”,良好的极简主义风格设计作品,会呈现出相当具有深度内涵的意象,并会在精炼和使用功能上寻找一个平衡点,把造型、结构和功能同时演绎得不可或缺。 浅析室内设计的功能与艺术美:色彩构成在室内设计的功能 摘要:从心理、个性体现、光线、空间、温度五方面,分析了室内设计中色彩的功能,并针对不同的颜色,论述了室内设计中色彩运用的注意事项,有利于最大限度地发挥室内空间的使用功能,创造良好的居室氛围。 关键词:室内设计,色彩,空间,装饰风格 由于经济水平的提升,人们不再仅局限于物质消费的追求,开始追求精神层次的满足。从室内装饰来看,以往大多是简单的白墙红瓦,而现在逐渐出现了各种不同的风格,比如复古风格、地中海风格、现代风格、北欧风格等,体现了人们不断提升的精神消费需求。色彩是室内装饰的重要组成,各种色彩的搭配组合形成不同的装饰风格,在装饰中,色彩必须尽可能使住房的功能以及人们的精神需求得到满足,最大程度提升居住的舒适度。 1室内设计中色彩的功能分析 1.1心理调节作用 在家居设计中,色调发挥的作用非常大,颜色不同,人的心理感受以及视觉感受也会有差异,色彩可以被视为一类信息刺激,如果高纯度多个色彩进行比较,人会有过分刺激的感觉,从而容易烦躁、存在视觉疲劳情况,但是色彩对比过少,人会有无聊、空虚感受,整个房子会显得冷清。所以,室内色彩必须依据住户的社会阅历、文化水平、性别以及年龄、性格等综合情况进行确定,设计出独特个性化的色彩,使用户视觉上和精神上的需求都得到满足。此外,必须依照不同房间具体的功能划分实施合理配色,对心理平衡进行调整。颜色不同,人的心理以及情绪受到的影响也会不同,比如橙色、黄色以及红色等暖色系会让人觉得心情舒畅,提升兴奋度,相反冷色系比如绿色、灰色以及青色会让人比较安静。黑色和白色是两个视觉极点,研究显示,黑色会让人注意力分散,让人有乏味以及烦闷的感受。另外研究发现色彩明朗可以加快儿童智力发育,儿童在色彩和谐的环境中生长,其会较普通环境中成长的儿童更具有创造力[1]。 1.2个性体现作用 进入一个房子,可以从设计的颜色、色彩搭配看出主人的个性特点,一般在装修阶段,设计师都会考虑住户的个性特点决定装修颜色和色彩搭配,通常热情、开朗性格的人可以选择暖色调,喜静、性格内向的人可以选择冷色调为主。此外,一般喜欢浅色调的人性格比较开朗率真,喜欢灰色调或者暗色调的人性格比较含蓄深沉。 1.3光线调节作用 色彩不但可以对空间氛围起到营造作用,还能够对室内光线进行调节,主要是由于不同颜色其本身的反射度不同,按照各个房间对于采光的需要,可以合理选择反射率高的颜色或者反射率低的颜色对进光量进行调节。一般来说,灰色的反射率为10%~70%,白色的反射率为70%~90%,黑色的反射率不足10%。如果小居室光线较暗,必须注重装饰色彩的选择,可以将墙面涂淡色漆,选择淡色或者白色家具,能够帮助改善房间光线,提升居室宽敞感。 1.4空间调节作用 通过色彩物理效应的运用可以使室内空间的体积或者面积视觉感得到改变,促使空间实体不良形象的尺度得到改善。比如说对于狭长空间,假设顶部选择强调的暖色调,两边墙体选择明亮的冷色调,则能够对狭长感进行弥补。色彩能够让人有远近、凹凸以及进退的不同感受,通常高明度的色彩以及暖色系的色彩能够产生接近、凸出以及前进的视觉感,而低明度色彩和冷色系色彩能够产生远离、凹进以及后退的视觉感,室内设计时候经常对色彩的该类特点进行运用,使空间的高低以及大小得到变化。比如说如果房间空间比较大,为了避免出现空旷感,可以选择低明度色彩,比如可以选择深棕色,给人以收缩感,同时明度较低的色彩可以让人有一种冷静稳重的感受[2]。如果空间面积比较小,通常选择高明度的颜色,比如可以选择黄色,让人有房间明亮感受,从视觉感受上使得空间扩大。 1.5温度调节作用 因为色彩具有性格特征,所以人们才会对色彩有冷暖感,而温度感则指的是色彩的冷暖不同。从色彩学角度看,按照心理感受,可以区分颜色为中性色调,具体包括灰色、白色、黑色、绿色、紫色;冷色调,具体包括青色和蓝色;暖色调,具体包括黄色、橙色以及红色。在设计以及绘画中,暖色调会让人有亲密以及温暖的感受,而冷色调则会让人有距离感以及凉爽感受。这样区分主要是基于人们长时间的感觉结果,比如说到黄色和红色,人们容易想到火和太阳,从而会有温暖感受;一说到绿色和蓝色,人们会想到森林、湖泊、大海,人会有凉爽感受。颜色搭配方式不同,人们对气候温度的感觉也有不同,在设计中运用各类色彩方案能够使人们对室内温度的感受改变[3]。当然,我们还能够将人们对色彩的感受进行室内设计调节,比如在炎热的房间中,在设计上可以选择冷色调让人有凉爽的感觉,而在比较阴凉的房间中,可以选择暖色调让人有温暖的感受。所以应该按照每个地区的常态根据具体情况和需要确定色彩方案。 2室内设计中色彩运用的注意事项 紫色:这个颜色能够抑制机体心脏系统、淋巴系统以及运动神经系统[4],能够实现机体内钾平衡的维持,让人有足够的安全感。橙色:这个颜色可以诱发人的食欲、激发活力,能够帮助钙的吸收。所以,这一颜色可以用在饭店、餐厅等地方,不过需要注意彩度要保持适中,避免让人兴奋感过高,导致不良情绪。蓝色:这个颜色人们最容易联想到大海,让人有悠久、深沉、理智、远大以及理想等感受。蓝色是非常冷静的颜色,不过换个角度来看,蓝色也可能让人感觉冷淡和忧郁,所以必须合理利用,避免引起副作用[5]。蓝色还可以对紧张情绪起到缓解作用,对失眠、头痛等情况起到改善作用,帮助人们机体平衡进行调节,让人有宁静以及幽雅感受。绿色:这个颜色人们最容易联想到植物,充满生机感,让人有健康、清纯、新生以及永恒的感受,绿色也象征了安静、谦逊、公平,绿色能够帮助镇静以及消化,保证机体平衡[6],非常适用于身心压力较大的人以及好动的人,此外,绿色还可以帮助缓解消极情绪以及疲劳晕厥感受。总的来说,在对房间进行色彩处理时,必须掌握常规色彩可能引起的心理效果,另外还要重视颜色引起的生活效果,这样装饰出来的房间才能够保证温馨、舒适,又能够促进人们身心健康。 3结语 在室内设计中,色彩起到非常重要的作用,不但具备审美功能,还能够对室内气氛以及空间起到调节作用,人们对色彩的印象以及感知会形成对应的身心影响。合理的运用室内色彩,可以对人们的情绪进行调节,甚至对人们的行为和活动起到一定的影响,所以有效的利用色彩进行室内设计能够使空间使用的功能得到最大程度的发挥,提升学习或者工作的效率。假设装修过程中可以对色彩的视觉效果以及明暗分配给予足够重视,则可以实现良好居室氛围的创造,还可以将本身建筑上的不足或者不合理的空间分配被掩盖,对整体空间起到修饰作用。 作者:代洪琴 单位:云南省楚雄师范学院 浅析室内设计的功能与艺术美:谈室内设计的功能与形成 摘 要:本文主要针对不同时期室内设计功能与形式、不同类型现代室内设计的功能与形式以及室内设计创新的发展进行简要分析,仅供参考。 关键词:室内设计;功能;形式 一、不同时期室内设计功能与形式 随着社会的发展,人们对于室内的要求也在不断发展,在原始社会、封建社会和近现代的日常生活中室内所具有的功能与形式不同,并不断的发展。 1、原始社会时期的室内功能与形式 人类社会最初主要进行的行为是生存与生产,在这一时期对于居住环境来说主要能够满足居住的功能。这一时期居住的室内通常由简易材料构成,室内的功能要能够遮风挡雨、趋避野兽、保温防潮等,要给人类提供安全的居住环境。这一时期室内多以土、木、石等天然材料为主,因此在室内的形式上会有所限制。室内在形式的表达上比较单一,出现了以红色的烧土地面,以兽形图案装饰的日常器物。此时的室内重点在以功能为主,形式为辅。 2、封建社会时期的室内功能与形式 这一时期对于室内功能上的要求有所增加,满足于这一时期人们的活动要求。对于社会各阶层要求室内具有会客、休息、制作食物等基本的物质功能,室内空间的划分相应的出现厅堂、卧室、厨房;还有能够用于传统的祭祀、祈福、供奉祖先、礼拜等活动的空间,使得室内还出现礼堂、佛堂、教堂等类型;文化的出现,使得读书成为风尚,室内空间相应的出现书房;各类商铺的出现,也增加了室内的使用功能。此外,上层社会的人们为显示身份地位的不同,亦使得室内具有一定炫耀的功能,这种功能主要借助于室内装饰的形式予以体现。 社会阶层的出现,使得单一的室内装饰形式已经不能够满足社会各阶层的需求,特别是上层社会的要求,迎合上流社会的喜好逐渐成为室内形式设计的重点。室内设计在形式上有所丰富,封建社会中无论是国内还是国外,室内设计的形式都较原始社会有了进一步发展:将建筑中的柱式、雕刻、装饰纹样等装饰引申到室内;在区分室内空间时除采用墙和门之外,还出现了用带有装饰的屏风;门、窗也出现了装饰形式;墙面不再是单一的纯色墙面,采用字画、锦绣、壁画等装饰;由于功能的发展,丰富了家具的形式,对于室内也起到装饰的作用。为了彰显身份的尊贵,室内在材料上会选择较为珍贵的材料,装饰镶嵌、彩绘等多种手法运用其中。 3、近现代时期的室内功能与形式 工业革命使人类的社会生产进入了一个新阶段,新材料、新技术的应用带来建筑形式上的变化,如英国的水晶宫、法国的埃菲尔铁塔等等。建筑学家们意识到设计的社会性功能,提出了早期功能主义要以“实用性”为设计的目的,这样的建筑设计理念同样影响到室内设计。随着科学技术的不断发展,使得近现代的室内在功能上较封建社会有所丰富,并且在保持封建社会时期的基本物质功能增加的同时,在色彩、光环境、温湿度、节能、环保等方面有所丰富,且更加注重精神功能,在室内体现出风格特征与文化内涵的功能。 近现代室内在形式上的表现,出现功能或形式成为重点的境况。建筑师沙利文提出的“形式服从功能”的建筑观念,使得这一时期室内形式服从于功能,室内设计以功能为主。包豪斯强调技术与艺术的新统一,创建一种简洁、明快、具有现代审美感性和时代性的新风格。后现代主义设计中的形式主义,又强调物品的装饰性,大胆、夸张的使用鲜艳的颜色。而现代室内在形式设计上更加注重个性化设计、文化涵养、健康的观念,丰富装饰材料也使得室内形式的表达更加鲜明,室内的光、色彩等因素结合室内功能进行科学、合理的表达。 二、不同类型现代室内设计的功能与形式 现代室内设计以建筑类型进行分类,分为公共建筑室内,住宅建筑室内和工、农业建筑室内。人们根据各种具体的使用功能会将室内予以一定区分,确定空间形式,再根据具体的空间尺度要求、所需的风格特征等进行相应的室内形式设计。 1、公共建筑室内功能与形式 公共建筑室内主要包括文教、医疗、商业、旅游、观演等类型。这些公共建筑室内,主要为大众提供室内活动的场所,需要考虑室内人员容纳、流通、交流等功能,要根据室内的使用性质来确定具体的功能。公共建筑室内设计时主要以功能为主,根据具体用途设计相应的区域。例如在观影建筑中的音乐厅室内空间中,要考虑视觉效果、音声效果、人员的流动、空气的流动、公共安全等方面功能,对这些功能需要进行科学的规划。要根据具体的场所的功能性,合理规划室内空间,设计特殊的使用功能会使得室内设计在艺术和工艺上有所突出与强调。 公共建筑室内形式的表达要在基本功能体现的基础上注重艺术性、文化性、精神意境的表达。室内的装饰、光环境、色彩各方面结合科学、合理的设计,材料的选用合理且符合标准。如在对宗教建筑和纪念性建筑的室内进行设计时,则需考虑其纪念意义、文化内涵、崇拜信仰等更多注重精神层次的因素,更加注重意境的形态表达、技术表达和艺术表达,而在对医院设计时需考虑健康、合理的环境用色。 2、居住建筑室内功能与形式 居住建筑室内主要包括居民住宅、公寓、宿舍三种,是人们日常生活中必不可少的场所。对居住室内进行设计要求考虑人的使用功能,根据人们日常主要的起居、休闲、饮食学习、洗漱等活动的要求,室内设计上应具备前室、起居室、餐厅、厨房、工作室、书房、洗手间等。各个功能的室内会因建筑面积的限制,相应功能空间会有所减少,或者与其他空间公用形成多功能交叉的空间,如客厅又兼具休闲、会友、工作的功能。 不论是各种单一功能的空间还是多种功能交叉的室内空间都需要良好的设计形式将居住空间进行装饰。根据使用者的具体要求进行设计,选择科学合理的设计形式,现代居住室内更加注重排他性和个性化室内的表达。如在住宅设计时,根据业主的喜好风格,在确定功能区间后再进行相应风格的装饰设计。 3、工业建筑室内功能与形式 工业建筑室内包括各类厂房的车间、生活间等。这两类建筑室内,主要以功能为第一要素进行设计。在工业生产性室内设计的过程则需考虑生产时的工艺流程和设施、设备的合理设计,合理安排车间布置,考虑防火、通风等安全因素。在形式设计上通常要考虑室内的工作及背景色、环境色的因素的影响,在进行室内装饰形式的设计,除展厅设计以外,进行生产部分的室内形式设计的比重较小,主要是在色彩、光照上进行设计,以满足基本生产、提高生产效率为要求。 三、室内设计创新的发展 室内设计体现出了物质和精神文明,促使人们可以通过设计居住空间对环境进行改善,并且有效提高自身的生活质量。未来室内设计需要不断创新,满足人们日益提高的要求。 1、室内设计创新向个性化发展 工业化社会的住宅造就了统一化的生活环境,人们居住的环境的房间构造都是相同的,家具设备也是相同的,为了改善这种情况,需要提高人们的生存质量。首先,可以在室内引进自然,促使室内和室外成为一个整体。其次,抛弃方盒子的房屋设计理念,利用斜线、曲线等装饰室内,突出住宅的个性。最后,利用图画、色彩以及图案扩大空间。室内设计要体现出主人的生活特点和品位,通过创新性的设计,赋予每一个住宅和房屋个性特点。 2、室内设计创新向艺术化发展 随着人们生活水平的不断提高,人们不仅追求物质生活,也追求精神生活。居民希望自己的室内设计成为一个艺术品。室内设计就是结合形体、色彩、空间以及虚实把握好室内环境和室外环境的和谐,促使室内设计成为一个和谐统一的艺术品。 3、室内设计创新向自然化发展 随着人们不断提高的环保意识以及生活节奏,当前居民更加向往自然,希望自己置身于自然环境中。所以室内设计需要创设一个良好的自然环境。设计者就要利用自然色彩和自然材料,通过不同的艺术手法,增加室内设计的自然色彩,促使人们在居住环境中感受到自然的舒适和恬静,放松人们工作和生活的压力。接着,室内设计创新向现代化发展。随着我国不断发展经济和科技,室内设计开始应用科技手段进行创新。例如,各种声光技术,促使室内的光线和声音符合人体的舒适范围。 4、室内设计创新向民族化发展 随着通信技术的不断提高,各个地区之间增加了交流,居民更加频繁的迁移,进而缩小了各个区域的差异。可是人们在走向现代化的过程中丧失了民族传统。这些得到了有关人士的关注,所以室内设计在向现代化发展的同时,也要注重民族化的体现,促使现代设计融入民族文化。 结束语 人们从长期的成功经验中形成创新思维,因为室内设计创新要以思维规律为基础。室内设计的创新是非常重要的,可以推动建筑行业的发展,为人们的工作和生活带来更好的体验,具体来说就是带给人们美的体验,舒适的体验,自然的体验,民族的体验,将人们从繁重的工作和紧张的生活解脱出来。
环境艺术设计专业人体工程学教学探析:浅谈环境艺术设计专业人体工程学教学改革的思路 摘要:“人体工程学”课程是环境艺术设计专业一门重要的基础课程,因为它理论性极强,实际教学中,教学效果往往差强人意。针对这一问题,笔者从分析人体工程学教学目标、课程现状出发,提出了几点教学改革的主要思路,希望对环境艺术专业人体工程学的教学提供参考。 关键词:人体工程学;环境艺术;设计 设计服务于人。人总是在某一个环境中使用着某些物质设施,或是生活和工作的工具,或是人类生活的空间环境。人的生活质量和工作效能很大程度取决于这些设施是否适合人的行为习惯和身体各方面特征,所以学习人体工程学,并将人体工程学的设计要素应用于设计之中,才能使设计更好的为人服务。 一、环境艺术设计专业人体工程学课程的教学目标 环境艺术设计专业涵盖内容非常广泛,既包括各类人们使用的家具、设施,又包括人们生活的各类室内外环境,作为设计专业课程之一的人体工程学的学习应该达到这样几个目的: (一)为确定空间场所范围提供依据。影响场所空间大小、形状的因素很多,但最主要的因素还是人的活动范围及设施的数量尺寸。 (二)为设计家具、设施等提供依据。家具、设施的主要功能是使用,因此,无论是人体家具还是储存家具都要满足使用要求。 (三)为确定感觉器官的适应能力提供依据。人的感觉器官在什么情况下能够感觉到刺激物,什么刺激可以接受,什么刺激不能接受,这也是人体工程学的一大重要课题。 二、环境艺术设计专业人体工程学课程的现状分析 笔者将多年在实践教学中发现的问题,分析如下: (一)学生 (1)积极主动性不够,被动学习的情绪明显。究其原因,是由于学生对人体工程学在大量环境设计实践中的重要性缺乏广泛的直观、切身的体会; (2)实践中运用人体工程学在时,往往各种因素的复杂性会给学生的主动学习设置思想障碍。即便在教师的引导下,从学生日常接触的绘图桌椅、餐厅桌椅、会议室桌椅、学生寝室卧具、学生寝室环境、洗漱间环境、教室环境、餐厅环境及其他一些典型的室内、外环境入手, 引导学生思考并讨论这些与自己日常生活密切相关的家具及环境在实际使用中造成的种种不便的原因,也会因为问题的复杂性造成积极主动学习的障碍。 (3)环境艺术类学生大都为艺术类考生,逻辑思维能力较差,思维方式大都注重感官而缺乏理性。在实例讲解过程中,大量的尺寸分析,除考虑各种人体静态尺寸、动态功能尺寸之外,还要考虑一定的使用状态、使用方式等等,这些因素之间的相互作用,最终会导致设计结果的截然不同,因此,严密的逻辑思维能力、精益求精的设计态度,才能设计出真正符合人体工程学需求的家具或环境。 (二)教师 (1)大部分教师注重理论教学,而非以提高学生的兴趣、建立学生正确的设计思维为主要教学目标。目前的人体工程学教材内容偏重理论、原理、公式、数据,较为枯燥,使艺术类学生容易产生厌学心理。这要求教师要根据学生的实际情况和专业的重心适时调整教学计划,将以提高学生的学习兴趣和锻炼其人体工程学设计思维为主要培养目标。 (2)注重理论的全面性,而不注重解决单个实际设计问题的精确性。大量的理论使得学生有了一些人体工程学的设计意识,但针对实际问题的解决时,面对相对复杂的情况,导致学生手足无措,教师应注重设计实践的有效设计及精确的指导。 三、教学改革的主要思路 (一)教学模式上 (1)以案例教学为主,抛砖引玉 课程各章节内容的安排应以经典案例空间为切入点,提出案例,先让学生讨论如果自己遇到这样一个设计项目,应考虑人体工程学的哪些因素、应如何设计?让同学充分讨论,各抒己见,利用教学中相互作用的方法,全班讨论、分组讨论,既活跃课堂气氛又加深了学生的印象。将学生的讨论结论归纳并一一列出,同时记录学生们疑惑的内容,让学生带着疑问去听课,并要求课程之后让同学自己解决刚才遇到的问题,不足之处教师再进行纠正和补充。 (2)以实践教学为目的,理论指导实践 环境艺术设计是一项实践性较强的专业,所有的理论都是为了使学生在日后面临实际设计项目时能有法可依、有据可循。人体工程学课程本身是直接服务于环境的使用者――人的,因此,环境艺术设计专业人体工程学课程应以面向实践为主要目的。课堂之上教师讲解的各种案例,学生总会感觉离自己很遥远,是天方夜谭,针对这样的情况,教师应带领学生走出课堂,面向真实的设计项目,亲身体验设计项目时面临的种种问题,这样才会有更迫切的解决问题的欲望和冲动,从而上课时才能积极思考、主动学习,达到事半功倍之效。 (二)教学方法上 (1)纳入丰富的多媒体手段 现在的多媒体已经广泛而深入地应用到学校课堂里,教师上课不再是传统的言传身教,而是集言、声、乐、动画、媒体剪辑等等融为一体的生动有趣的视、声觉盛宴,众多高校每年一次的多媒体课件比赛,也证明了高校对教师多媒体技术的重视。为了削弱人体工程学给学生带来的枯燥、乏味的感受,教师在多媒体制作上也应花一番心思,不仅仅加入图片和文字,也可以加入一些视频,例如国内外著名设计师的设计思想、某款著名家具的设计思路等等,拓展了学生的见闻、增加了对设计专业的喜爱。 (2)循序渐进的课程设计 人体工程学是设计的尺度基础,对学生的设计思想有重要的指导作用,因此,它在设计专业课程中的地位和作用是毋庸置疑的。教师应在理论教学之后组织相应的课程设计,宜采用学生生活常见的现实生活现象为题材,可以先讨论,教师再指导,最后学生自己完成设计。整个课程应完成5-6个课程设计,有效锻炼学生的设计思维和设计能力。 环境艺术设计专业的人体工程学课程应该以培养学生以人为本的设计理念、缜密的设计思维,较强的独立的设计能力为目的的一门基础专业课程,希望通过教学改革,对人体工程学课程的教学及人才培养起到理论及实践方面的示范作用。 环境艺术设计专业人体工程学教学探析:环境艺术设计专业人体工程学教学 一、人体工程学课程现状 从课程设置来看,人体工程学是环境艺术设计专业的必修课程,通常安排在大学二年级的下半学期,是进入专业课程学习前的专业基础课,有8周的课程安排,共32个学时。在此之前,学生已学习的课程主要为基础必修课,如素描、色彩、设计构成、图案、计算机辅助设计等。从课程内容来看,人体工程学作为一门综合性的边缘学科,研究的内容和范围极其广泛。因此,许多专业都开设了此门课程,只是针对不同专业的特点,在授课内容的重点、难点及时间安排上略有不同。以环境艺术设计专业为例,课程的内容包括人体工程学及其应用、人体工程学基础(包括人体生理学知识、心理学知识、人体测量学知识)、人与环境(包括人与环境的交互作用、行为与环境、视觉与环境、听觉与环境、肤觉与环境、嗅觉与环境、人和环境质量评价)、环境行为与室内设计(包括居住行为与户内设计、商业行为与店堂设计、餐饮行为与餐厅设计、观展行为与展厅设计、人际行为与室内交往空间设计)。从教师授课情况来看,环境艺术设计专业的人体工程学涵盖的理论知识多、涉及范围广,若要在短短8周的时间内既对每个章节进行细致的分析讲解,还对每个知识要点进行扩展和延伸,时间明显不够。因此,教师通常以理论课的方式讲述人体工程学,主要讲授人体工程学的基本原理、概念、方法,课程结束后以传统的理论考式进行考核。从学生学习情况来看,相比专业课程而言,人体工程学在整个课程体系中所占学分分值较少。大部分学生认为此课程属基础理论课,以理论课的心态对待,对人体工程学课程重要性的认识不足,课堂出勤率不高,常出现迟到、旷课现象。 二、教学中存在的问题 (一)教学模式单一,教学方法陈旧 教师围绕教材内容,固守传统教学模式和思维模式,采取单一的教学方法,是导致人体工程学教学效果差的直接原因。在传统的教学理念中,教师是课堂的主导者,常常采取“填鸭式”的教学模式;学生是信息的被动接收者,习惯性采用机械的、死记硬背的方式记住知识要点,完成对课程内容的学习,很难将知识内化成与实际经验相符的内容。加之受课时的限制,教师忽视了与学生的互动和交流。这种授课方式既限制了学生的思维能力,也使教师很难收到学生反馈的信息,更无法全面了解学生的情况,进而不能针对学生的学习情况进行及时的教学调整。 (二)同质化教学,缺少与专业课程的联系 作为一门交叉学科,人体工程学常以基础课的形式引入不同学科专业,如工程制造专业、工业设计专业等。教师常以讲述的方式对课程内容进行陈述式的讲解,往往忽略人体工程学针对不同学科、不同专业具有不同的重点与难点,若均采用同样的教学方法讲授相同的内容,必然导致学生对该课程在本专业的作用理解不足,做不到有的放矢的学习,影响学习效果。 (三)缺乏实践环节,理论与实际脱节 人体工程学属应用型学科,需要在理论框架上辅以实践教学。但是,目前教学中教师讲授理论知识的时间占据了全部课时,实践部分流于形式,导致这种情况出现的原因主要有三点:一是授课教师将本门课程定性为理论课,仅按照理论课的步骤和方法,围绕书本内容完成讲解部分;二是课堂缺少实验环境,无法进行有效的实践教学环节;三是课程学时少,除理论讲授之外没有更多的时间进行实践教学,导致本门课程终究无法与专业相结合,最终沦为一门讲授纯理论的课程。 三、课程教学改革与实践 (一)明确课程定位 人体工程学包含对人的生理和心理特征、人的行为模式、人体基本数据、人与环境关系的分析,其内容是环境艺术设计顺利实施的基础。教师应围绕教学大纲的要求,明确人体工程学在专业中的基础作用,制定具有针对性的教学方案和课程设计。同时,在上课之初就应该向学生指出人体工程学课程的重要性及其与本专业其他课程的关系,充分调动学生的学习积极性,促进教学工作更好的开展。 (二)转变教学理念 “以学生为导向”的教学模式,强调学生作为教学主体在教学中的地位,改变学生以往作为教学附属者而导致学习目标不明确、产生学习惰性的现象。学生由被动接受者转变为知识体系的构建者、信息加工者,提高了学习的能动性,强化了学习效果。教学模式的转变,首先要求教师改变教学理念,由知识的传输者转变成学习的引导者,加强师生互动,及时对学生的学习情况进行评估,通过案例分析、课题讨论、现场教学等环节加强学生对知识的应用,使理论与专业有机结合起来。 (三)采用多样化的教学方法 由于受到教学条件、学时的限制,人体工程学的实践课题很难在既定的教学时间开展,但这并不意味着人体工程学只能作为理论课的形式出现。若仅注重理论框架的完整性而忽视与实践课题的结合,势必会限制其与专业课的联系,也必然会使其成为无关紧要的理论课。在有限的教学时间里,教师可采用多样的教学方式,如案例分析、实地调研、小组讨论等,将理论与实践结合。在提高学生学习能力、问题分析能力的同时,强化学生对人体工程学的认识,使人体工程学真正成为环境艺术设计专业不可或缺的基础课。具体做法如下: 第一,在教学中以实践为导向,以理论为指导。人体工程学和环境艺术设计都属于应用型学科,理论和实践相结合,才能使理论更好的指导实践。教师讲授理论时,可将文字讲解与视觉图片相结合,用图片展示空间形态,用文字做阐述,如在讲到人的行为与环境的关系时,可联系学生熟悉的校园环境,以某一行动路径为导向,分析学生的行为方式及由此形成的空间形态,并对行为模式与空间形态之间的相互制约的关系做进一步的解释。 第二,引入调研课题,开展实践教学。在学生已基本掌握概念、原理的基础上,教师可以设计实践课题,如指导学生综合运用自然观察法、实测法、资料研究法、调查分析法等,对人体、家具进行测量,制作人体模型或空间模型;或是对校园空间进行实地考察与测量,分析人的行为模式与空间形态的关系等。课题实施的方式可以是自主研究,也可以是团队合作。通过对个案的调查、测量、分析、总结,将教师口中抽象的理论与学生切身体验结合起来,转化成形象、生动、可感知的内容,以加深学生对知识的理解。 第三,设计课堂讨论环节,鼓励学生提出自己的观点。通过前期实地调研课题的开展,学生对空洞的概念、数据、原理有了更多的理性认识。教师设计课堂讨论环节,鼓励学生以汇报演讲的方式,对前期调研的成果进行总结并提出自己的观点。通过理论——实践——总结的过程,使学生完成课程的学习,提高学习能力,逐步完善知识体系。 第四,考核内容既要涵盖基础知识,又要体现专业特色。人体工程学涵盖的知识点多,教师常采用问答的模式进行考核,虽然能够考察到学生对知识的掌握情况,却不能考察到学生的实践能力,也无法了解学生综合运用知识的能力。因此,考核形式应多样化,内容应当从理论与专业结合的角度设计,如针对室内设计方向的学生,考核内容可以是“完成一套居室空间的平面布置图”。由教师提供原始建筑图,学生假定空间性质、人群使用情况等,完成对空间的分析与布局。如此,学生将人体工程学课程学到的知识综合运用于实际案例中,既得到了实践的机会,又提高了学习兴趣,同时帮助学生建立起学科专业间的联系。 人体工程学与环境艺术设计专业的结合尚处于探索阶段,教学中存在教学模式单一、教学内容晦涩难懂、专业特点不突出等问题。人体工程学的教学改革应紧密围绕专业特色,转变教学理念,明确教学目的,采用多样化教学方法,充分调动学生的学习主动性和积极性,更好地构建人体工程学与环境艺术设计专业紧密联系的学科体系。 作者:赵菁 单位:西南交通大学艺术与传播学院 环境艺术设计专业人体工程学教学探析:环境艺术设计专业人体工程学教学改革的思路 设计服务于人。人总是在某一个环境中使用着某些物质设施,或是生活和工作的工具,或是人类生活的空间环境。人的生活质量和工作效能很大程度取决于这些设施是否适合人的行为习惯和身体各方面特征,所以学习人体工程学,并将人体工程学的设计要素应用于设计之中,才能使设计更好的为人服务。 一、环境艺术设计专业人体工程学课程的教学目标 环境艺术设计专业涵盖内容非常广泛,既包括各类人们使用的家具、设施,又包括人们生活的各类室内外环境,作为设计专业课程之一的人体工程学的学习应该达到这样几个目的: (一)为确定空间场所范围提供依据。影响场所空间大小、形状的因素很多,但最主要的因素还是人的活动范围及设施的数量尺寸。 (二)为设计家具、设施等提供依据。家具、设施的主要功能是使用,因此,无论是人体家具还是储存家具都要满足使用要求。 (三)为确定感觉器官的适应能力提供依据。人的感觉器官在什么情况下能够感觉到刺激物,什么刺激可以接受,什么刺激不能接受,这也是人体工程学的一大重要课题。 二、环境艺术设计专业人体工程学课程的现状分析 笔者将多年在实践教学中发现的问题,分析如下: (一)学生 (1)积极主动性不够,被动学习的情绪明显。究其原因,是由于学生对人体工程学在大量环境设计实践中的重要性缺乏广泛的直观、切身的体会; (2)实践中运用人体工程学在时,往往各种因素的复杂性会给学生的主动学习设置思想障碍。即便在教师的引导下,从学生日常接触的绘图桌椅、餐厅桌椅、会议室桌椅、学生寝室卧具、学生寝室环境、洗漱间环境、教室环境、餐厅环境及其他一些典型的室内、外环境入手, 引导学生思考并讨论这些与自己日常生活密切相关的家具及环境在实际使用中造成的种种不便的原因,也会因为问题的复杂性造成积极主动学习的障碍。 (3)环境艺术类学生大都为艺术类考生,逻辑思维能力较差,思维方式大都注重感官而缺乏理性。在实例讲解过程中,大量的尺寸分析,除考虑各种人体静态尺寸、动态功能尺寸之外,还要考虑一定的使用状态、使用方式等等,这些因素之间的相互作用,最终会导致设计结果的截然不同,因此,严密的逻辑思维能力、精益求精的设计态度,才能设计出真正符合人体工程学需求的家具或环境。 (二)教师 (1)大部分教师注重理论教学,而非以提高学生的兴趣、建立学生正确的设计思维为主要教学目标。目前的人体工程学教材内容偏重理论、原理、公式、数据,较为枯燥,使艺术类学生容易产生厌学心理。这要求教师要根据学生的实际情况和专业的重心适时调整教学计划,将以提高学生的学习兴趣和锻炼其人体工程学设计思维为主要培养目标。 (2)注重理论的全面性,而不注重解决单个实际设计问题的精确性。大量的理论使得学生有了一些人体工程学的设计意识,但针对实际问题的解决时,面对相对复杂的情况,导致学生手足无措,教师应注重设计实践的有效设计及精确的指导。 三、教学改革的主要思路 (一)教学模式上 (1)以案例教学为主,抛砖引玉 课程各章节内容的安排应以经典案例空间为切入点,提出案例,先让学生讨论如果自己遇到这样一个设计项目,应考虑人体工程学的哪些因素、应如何设计?让同学充分讨论,各抒己见,利用教学中相互作用的方法,全班讨论、分组讨论,既活跃课堂气氛又加深了学生的印象。将学生的讨论结论归纳并一一列出,同时记录学生们疑惑的内容,让学生带着疑问去听课,并要求课程之后让同学自己解决刚才遇到的问题,不足之处教师再进行纠正和补充。 (2)以实践教学为目的,理论指导实践 环境艺术设计是一项实践性较强的专业,所有的理论都是为了使学生在日后面临实际设计项目时能有法可依、有据可循。人体工程学课程本身是直接服务于环境的使用者——人的,因此,环境艺术设计专业人体工程学课程应以面向实践为主要目的。课堂之上教师讲解的各种案例,学生总会感觉离自己很遥远,是天方夜谭,针对这样的情况,教师应带领学生走出课堂,面向真实的设计项目,亲身体验设计项目时面临的种种问题,这样才会有更迫切的解决问题的欲望和冲动,从而上课时才能积极思考、主动学习,达到事半功倍之效。 (二)教学方法上 (1)纳入丰富的多媒体手段 现在的多媒体已经广泛而深入地应用到学校课堂里,教师上课不再是传统的言传身教,而是集言、声、乐、动画、媒体剪辑等等融为一体的生动有趣的视、声觉盛宴,众多高校每年一次的多媒体课件比赛,也证明了高校对教师多媒体技术的重视。为了削弱人体工程学给学生带来的枯燥、乏味的感受,教师在多媒体制作上也应花一番心思,不仅仅加入图片和文字,也可以加入一些视频,例如国内外着名设计师的设计思想、某款着名家具的设计思路等等,拓展了学生的见闻、增加了对设计专业的喜爱。 (2)循序渐进的课程设计 人体工程学是设计的尺度基础,对学生的设计思想有重要的指导作用,因此,它在设计专业课程中的地位和作用是毋庸置疑的。教师应在理论教学之后组织相应的课程设计,宜采用学生生活常见的现实生活现象为题材,可以先讨论,教师再指导,最后学生自己完成设计。整个课程应完成5-6个课程设计,有效锻炼学生的设计思维和设计能力。 环境艺术设计专业的人体工程学课程应该以培养学生以人为本的设计理念、缜密的设计思维,较强的独立的设计能力为目的的一门基础专业课程,希望通过教学改革,对人体工程学课程的教学及人才培养起到理论及实践方面的示范作用。
1机械制造工艺可靠性的影响因素 所谓机械制造的工艺可靠性,主要是指机械产品的构思、制造和检验等包含在一起的一个及其复杂的系统工程,在本质上就是通过各种机械设备与工艺手段,通过对原材料与半成品进行加工,获得理想的产品。而在这个过程中,“可靠性”已经成为机械制造的第一属性,通过对机械制造提供一个符合行业标准的规范,实现对整个机械制造过程的控制。因此,在我国社会生产转型变革的大环境下,积极开展有关机械制造工艺可靠性问题的研究更具有实际意义。从目前社会生产情况来看,影响机械制造工艺可靠性的因素分为很多中,包括机械设备的原材料、机械设备设计方案、制造生产工序、管理力度、孔位特点等,这些因素都会成为影响工艺制造可靠性的重要因素。生产经验证明,机械制造工艺生产的工艺可靠性主要是根据孔位的特征而进行加工形成的,所以为了能够提高可靠性水平,相关人员必须要高度重视机械的孔位特点,寻找提高工艺可靠性的突破口。 2机械制造过程中的工艺可靠性措施 2.1分类加工误差 机械制造加工一般都具有复杂性的特征,不仅每个机械工件上都含有大量的孔位,并且每个孔位的位置都对加工提出了不同的要求。此时技术人员需要关注孔位之间所具有的关联性特征,这一特征进一步增加了加工的难度,导致加工误差问题的发生。所以当前在机械加工过程中,控制孔位成为相关人员关注的重点内容。而为了实现这一目标,在工艺可靠性分析中,就需要对加工误差进行分类,包括“一般性误差”、“严重误差”、“非常严重误差”等,根据这些误差的分类情况,采取不同的误差处理方案。例如,可以将回归方法中的最小二乘法来直接确定机械工件中孔位误差之间所具有的定量关系,在对孔位进行测量之后,对孔位误差水平进行调节,最终达到提高生产质量的目的。 2.2焊接工艺技术 在机械制造过程中,焊接工艺则是最为常见的生产步骤,所以为了能够实现工艺可靠性,相关人员必须要重视对焊接工艺的研究。 2.2.1气体保护焊工艺 该技术的关键,就是大部分焊接能量主要来自于电弧技术,并且具有独特的技术特征,可以直接量气体当做焊接物与焊接物之间的连接物体。因此一般在焊接过程中,可能在电弧两侧出现气体,从焊接的角度来看,这些气体具有良好的保护作用,保证了焊接顺利进行。就目前情况而言,常见的气体保护焊技术中多采用二氧化碳为保护层,这是因为二氧化碳的成本低,并且获得容易、技术成熟。 2.2.2电阻焊工艺 在机械制造焊接过程中,焊接物接在电池的正负极时,采用连接电的生产工艺。在电阻焊工艺中,随着电流的运动,当电流接触焊接物中间位置时,由于焊接环境发生变化,导致焊接物融化掉,并将融化后的焊接物结合在一起,这样就能达到焊接的目的。从技术应用效果来看,电阻焊技术因为自身的技术特征可以提高焊接质量,一般在技术应用过程中,将电阻焊技术与机械操作结合在一起,不仅有助于提高焊接质量,还能保证工作效率。同时还必须要认识到的是,在机械制造的焊接工艺中,电阻焊工艺最为常见,包括汽车制造、航空航天等,该技术能够满足各种高精尖机械制造的生产要求,并具有技术可行性。但是在技术应用过程中,必须要关注该工艺的成本问题,避免因为过多的成本投入而影响工艺的使用。 2.2.3埋弧焊工艺 在机械制造的埋弧焊工艺中,焊接料发挥着重大作用,该技术主要通过燃烧的电弧来达到焊接的目的。目前,埋弧焊工艺的主要工艺内容分为全自动化焊接与非全自动化焊接两方面,一般在自动化焊接中,可以直接将电弧与焊丝运送到焊接车间进行焊接;若采用非全自动焊接技术,可以通过专门设备送入焊丝,之后由焊接人员操作电弧,按照生产要求完成焊接。 2.3精密加工技术 在机械制造的工艺中,精密加工技术主要分为以下几种: 2.3.1精密切削加工技术 精密切削加工技术,主要采用密度相对较高的设备配合上单晶体金刚石刀具,通过机械预设的加工精度完成切削,例如通过激光扫描机等来提高生产精密度情况。 2.3.2超精密研磨精密加工技术 该技术以精密加工为核心,在加工过程中,需要通过磨削、研磨等技术手段,来对机械制造零部件的外形等进行设定,并在零部件生产过程中,采用抛光等生产工艺方法,增加精密加工质量。 2.3.3纳米技术 与上述两种技术相比,纳米技术是一种现代化的精密加工技术,作为一种高精尖设备,纳米技术主要被应用在一些精度高的小体积零件生产中,包括芯片、电路等,该技术在生产精度上具有无与伦比的优势。 2.4机械制造过程工艺可靠性的评定 机械制造工艺可靠性对于提高机械制造生产工艺水平具有重要意义,而随着未来机械工艺技术的应用范围进一步拓宽,做好工艺可靠性评价已经成为相关人员研究的重点问题。正如文献在分析中所指出:在机械工艺技术发展的情况下,与此项工艺技术存在可靠性的评定方法已经成为社会关注的问题,这就导致机械工艺过程的可靠性评价表现出了极为明显的普遍性特点,因此对于相关人员而言,在机械制造过程中,其工艺可靠性评价必须要针对各种可能产生的制造工艺风险问题进行识别,并正视工艺系统中存在的故障。例如机械制造过程中的设备、工装、工具等出现了损坏而没有进行及时处理,这些都会成为影响工艺可靠性的因素。所以为了避免上述问题的发生,就需要从机械制造工艺过程入手,依靠调整工序、改进配套产品管理手段等多个维度上,确定机械工艺制造的基本要求与方法,对机械制造工艺可靠性进行评价,取得更详细的评估结果。 3机械制造工艺可靠性分析的发展趋势 从长远角度来看,机械制造工艺可靠性必须要满足社会的发展要求,不仅能够复合未来机械制造工艺的发展趋势,也要体现新技术、新方法的应用特征。因此,绿色制造下的机械制造工艺将会成为未来发展的重点。在当前的机械制造工艺中,在切削、成型、加工等工序中会消耗大量能源,这也是直接影响工艺可靠性的重要因素。而在这种背景下出现的绿色机械制造工艺则有效避免了这种问题。以绿色切削技术为例,切削是机械制造生产中的基础,能耗大、控制困难已经成为每个工作人员必须要正视的问题。绿色切削技术则是在上述背景下出现的,该技术从切削的过程、类型出发,以控制能耗与废弃物的产生为基本原则,不仅降低了对切削液的需求,并且能够通过对刀具材质与刃具的改变,实现了传统生产工艺中难以实现的低温切削,在降低生产成本的同时,也能改善原材料浪费与环境污染问题,这对于传统的机械制造工艺而言,进一步提高了工艺的可靠性。 4结论 总体而言,机械制造的工艺可靠性体现在诸多方面,包括生产技术、生产思维模式等,因此对相关人员而言,为了能够进一步提高机械制造工艺的可靠性水平,就需要对当前机械制造工艺问题进行分析,寻找一个完整的机制制造工艺流程,最终达到提高工艺可靠性水平的目的。
煤矿采矿工艺分析篇1 在我国,尽管煤炭资源储备极为可观,但采矿工艺与技术的落后影响了煤矿开采效益的提升。只有与时俱进,加大先进技术在煤矿开采中应用,提高开采设备自动化水平,还要注重绿色低碳开采,方可最大程度保障煤矿开采综合效益。未来煤矿开采势必向着智能化、生态化方向发展,这也是煤矿可持续开采必然要求,下面将结合煤矿开采实践,具体分析采矿工艺及技术,安全高效完成煤矿采矿任务。 1煤矿采矿工艺分析 现如今,煤矿开采工艺与技术依然形成体系,能够适应各类复杂煤矿开采环境。在煤矿开采中,要对煤矿结构及开采条件有所掌握,合理选择采矿工艺,才能高效率完成采矿作业。 1.1充填采矿工艺 该工艺主要应用于煤矿采空区回采作业,通过材料填充的方式进行采矿,在煤矿采矿中有较多的应用。对于煤矿采空区的处理,需要做好全面维护工作,既是通过设置支架以及进行材料填充,可保证采空区回采的效率及安全。填充采矿工艺的实施,需要实现地压的有效控制,而且材料填充还可有效预防沉降及崩塌问题,促进煤矿开采的安全性及稳定性提升。在煤矿开采中,时常会发生自燃现象,对煤矿采矿构成严重威胁,而填充采矿工艺可有效避免该问题。总之,充填采矿工艺在煤矿采矿安全性保障方面意义重大,益于煤矿企业安全稳定发展。 1.2空场采矿工艺 在煤矿资源回采中,空场采矿工艺有着广泛应用,而且有着较长的应用历史,空场采矿技术也更为成熟。通常在空场采矿作业中,应当采取必要的岩石加固措施,并对采矿工作面进行预留,具体有采矿方和采矿柱2种方式。该工艺在具体实施时,应当确保煤矿回采场地的空场状态,这也是空场采矿所需注意的重要问题。同时,在完成回采作业后,还需处理好作业面的矿柱,使其空场作业面保持在相同状态,实现煤矿回采条件的有效改进。实践证明,空场采矿工艺具有较高的采矿效益,有着较大的推广价值。 1.3崩塌采矿工艺 当煤矿开采区域存在塌陷状况时,或者矿区本身具有塌陷多发特点,则主要应用崩塌采矿工艺。具体实施时,要根据煤矿矿体崩塌状况,在崩塌范围岩体部位,主要采用矿方或者矿柱的回采形式。有着较多类别的崩塌采矿工艺种类,较为常用的是阶段性和分层崩塌采矿工艺,需结合各工艺特点及适用范围,合理制定崩塌采矿实施方案。 2煤矿采矿工艺技术应用需注意问题 2.1煤矿采空区问题 采空区问题的处理是煤矿采矿中应注意的重要环节,也是保证煤矿采矿安全及效率的关键性措施。首要问题就是要确定采空区的存在,并对其进行有效加固,通常煤矿采空区的加固措施是施加在岩石上的,应切忌盲目采矿对后续煤矿生产造成较大妨碍。在煤矿采空区域,通常采用填充采矿工艺,当然还应充分了解矿区矿产结构特点,分析煤矿开采工作面状况,合理选取煤矿填充方法,进而提高采矿工作效率。这也就要求煤矿企业,要结合矿区开采特点与采矿技术设备等,制定科学的采矿方法,做好煤矿采空区问题处理,尽可能提高采矿效益,维护好煤矿采矿安全。 2.2煤矿采矿安全问题 安全一直是煤矿开采所围绕的核心问题,煤矿安全更是关乎煤矿企业长远发展目标的实现,而煤矿安全事故主要发生在开采环节,只有充分保证开采安全,方能从整体上控制事故发生概率。这需要从采矿作业环境到采矿人员素质全方位贯彻采矿安全意识,尽可能保障煤矿开采安全。因此,采矿作业人员应履职尽责,把握好各自承担的安全开采职责,还要强调安全开采监督,还要做到采矿设备的规范化操作,这样才能控制好煤矿采矿安全问题,实现更高安全与经济效益。 2.3低碳开采方式 低碳开采也就是要坚持环保低碳的开采理念,既注重煤矿采矿效益,也要重视矿山环境保护及资源节约,这也是煤矿开采所倡导的。低碳开采已成为煤矿企业的主要发展方式,特别是在可持续发展形势下,有更多的人去关注。低碳开采所追求的是经济、生态以及社会效益的一致性。在煤矿开采前,应做足开采环境勘查工作,准确全面获取勘测资料,制定合理的低碳开采计划,循序渐进开展煤矿开采作业,还要做好煤矿采矿污染浪费问题监察,实现采矿效益与环境保护的统一。 3煤矿采矿工艺技术发展趋势 3.1煤矿采矿的智能化趋势 伴随信息科技发展,信息技术在各行各业有深入应用,造就了行业信息化和智能化发展的趋势,煤矿采矿行业也不例外。如今,煤矿采矿更加依赖于机电自动化技术,而且在采矿技术发展中,信息化应用更加深入,促进煤矿采矿智能化水平提高。当煤矿采矿智能化达一定水平后,能够实现煤矿无人开采,相较于传统意义上的煤矿开采,智能采矿的效率更高,减少人工参与,降低采矿事故危害性,有效保证煤矿采矿的安全与效益。 3.2煤矿采矿的生态化趋势 随着绿色煤矿理念的提出,煤炭资源节约和矿山环境保护已成为煤矿开采的重要任务,也是煤矿可持续开采的基本前提,也代表着煤矿开采的生态化趋势。要求煤矿采矿工艺技术积极创新与改进,迎合社会发展需要,重视煤矿采矿伴生的环境问题的处理,创造更加生态环保的采矿环境,维护好煤矿生态环境安全。 4结束语 综上所述,现阶段煤矿采矿工艺技术的发展更加追求智能化和生态化开采标准,煤矿企业应分析现有工艺技术特点,结合信息科技发展趋势,对采矿工艺进行改进,还要明确煤矿企业发展方向,创造更高的经济和环境效益,寻求煤矿采矿的可持续发展。 作者:刘键 单位:阳煤集团寺家庄煤业有限责任公司 煤矿采矿工艺分析篇2 0引言 近几年,我国经济实力的提高离不开煤炭资源的支持,同时经济实力的提高也促进了煤炭产业的快速发展。尤其是现阶段随着煤炭资源这一不可再生能源的大量消耗,世界各国都格外重视本国煤炭资源开采合理性的提高。但是现阶段应用于煤炭资源开采的一系列工艺和技术都缺乏先进性,所以不仅煤炭工程的开采效率无法提高,还存在着比较严重的浪费问题,这就不可避免的限制了煤炭资源利用率的提高。由于煤炭资源的利用关系到我国工业领域的发展,以及人民生活水平的提高,所以如何提升煤矿采矿工程的工作效率以及提升煤炭资源的利用率是目前煤炭产业必须思考的问题。因此,针对现阶段煤矿开采工艺和技术,煤炭产业必须不断对其进行及时的改进和创新,并将其与自身的特点结合起来,不断提高我国矿产资源的综合利用水平。 1煤矿采矿中工艺技术的重要性分析 煤炭资源是由动植物尸体在地表下长期与空气隔绝,进而经过一系列复杂的物力化学变化演变而来。由于煤层气的存在,导致煤炭资源的开采工作存在很大的危险性,稍不注意就有可能导致安全事故的发生。因此煤炭企业应该制定出详细的开采计划,这样才能够提升煤矿采矿工程的安全性,最大程度上保障煤炭开采工人的人身安全,进而提升企业的经济效益。现阶段,由于我国煤炭资源的需求量日渐提升,所以很多规模较小的煤矿企业跻身于煤炭资源开采领域进行煤矿的开采,但这些小企业进行煤炭资源开采工作时,由于其安全设施不合理,尤其是在比较复杂的地质结构进行煤炭资源开采时,安全事故的发生概率大幅提高。随着我国煤炭资源的大量开采,那些开采难度小的煤矿数量明显减少,所以以后我国的煤炭资源开采工作难度将不可避免的升高。如果现阶段应用于煤炭资源开采工作的采矿工艺和技术先进性没有得到有效提高,那么煤炭资源的开采效率将不可避免受到影响,同时采矿工作人员的工作危险性也会进一步增加。所以煤炭企业应该不断改善和创新煤炭资源开采的工艺和技术,并切实提高采矿工艺与技术的选择合理性。 2现阶段煤矿开采的现状分析 目前我国煤炭企业有着非常多的采矿工艺和技术,所以在进行煤炭资源开采时有着非常高的选择性。由于我国的煤炭资源分布不规律,不同区域的地质结构有非常大的差异。因此在不同区域进行煤炭资源开采时,选择合理的采矿工艺和技术就变得尤为关键。合理采矿工艺和技术的应用不仅能够保障煤炭资源的开采工作得以顺利进行,还能在最大程度上提升煤炭资源的开采效率以及降低煤矿开采对于周围环境的不利影响。所以,为了将煤矿开采工作对周围环境的不利影响以及由于开采技术的问题给煤炭企业造成的经济损失降到最低,在对采矿工艺与技术进行合理选择的同时,还要不断对其进行创新。 3煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术探讨 3.1露天煤矿技术的应用 在采矿中露天煤矿是我国一项比较常见的采矿技术,此技术的安全系数在开采时会较高一些,采矿的方式便是通过煤矿上层的遮挡物进行有效的转移工作,然后便能够建立出一个完整的露天采矿基地。这种露天的采矿技术如果在开采过程中没有发生极特殊的情况便不会发生上层矿石塌方情况。这种露天煤矿技术能够很好的避免采矿人员在施工中出现危险的事故,同时露天采矿技术还可以通过大型的机械设备进行高效的施工,在机器的充分帮助下可以使露天开采的建设水平得到极大效率的提升。合理的应用露天煤矿技术,能够使采矿工程能够准时的完成交工,但是虽然露天煤矿技术具有较高的安全质量优势,但并不是所有的煤矿产区都会适合此技术。因此在使用露天煤矿技术时,应当充分勘测煤矿产区,露天采矿技术一般使用在煤矿层较浅的地区[1]。 3.2空场采矿 煤矿开采后,整个矿体上会有较大的矿石间隙而周围的岩石柱和矿柱将支撑着整个空场,这称为空场开采矿法。当这种方法用于采矿时,煤矿的裸露面积非常大可以充分开发各种采矿工程流程,这就是采矿的优点。但是确实有一些缺点,例如完成采矿工程之后为了可以有效的避免危险必须及时填充空白区域。现阶段,我国在空旷地区进行填埋的主要方法有分段填埋法、浅井填埋法、矿柱法等。 3.3地下开采工艺 在对煤矿进行开采时,需要由浅层向煤矿深部进行开采。由于浅层的煤矿日益减少,开始向深部挖掘。地下开采工艺相对较为危险,在开采时会出现地压较大的情况,主要是因为煤矿中的原岩应力、煤矿岩体塑性大、在进行煤矿的地下深部开采时对矿石的作用导致矿山的整体压力变大,从而表现出较强的地压,为煤矿的地下深部开采造成一定难度,需要使用专业的检测仪器安全有序的进行相应开采工作。 4采矿工艺与技术应用的改进措施 4.1重视人才培养,切实落实责任 人力资源工作对于企业发展来说至关重要,因此需要定期对煤矿公司的工作人员进行定期的培训,这样才能够逐渐使工人培养起安全生产的意识,以及逐渐提高煤炭资源的开采效率。而且为了开展好煤炭资源的开采工作,煤炭企业需要建立起一支专业性很高的队伍。首先煤炭企业应该注重采矿和技术创新人员的责任意识培养,随后不断提高采矿和技术创新人员的工作能力。另外不断完善煤炭企业的相关制度,切实落实相应的责任也是不可或缺的,只有这样才能够使员工的责任心得到有效的激发。 4.2改善煤矿生产行业的管理制度 改善煤炭开采技术的最好方法是分析具体问题并制定完善的科学管理体系,从而将煤矿开采问题得到有效的改善。管理体系的内容不仅应该包括对采矿技术的审查,还应包括对煤矿公司的惩罚从而进一步使煤炭行业能够找到其缺点和解决方案,并清楚地了解未来的发展方向。管理制度的改善可以使煤炭行业有意识地自我调节,从而有助于提高煤炭效率[2]。 5煤矿采矿工艺技术的发展趋势 5.1煤矿采矿的智能化趋势 随着我国信息技术的不断发展,其在我国的很多领域中都实现了大规模的应用。信息技术的应用给采矿行业的未来发展提供了方向,然而现阶段煤炭资源的开采工作中还主要依赖于机电自动化技术,但是随着信息技术在煤炭资源开采中应用的不断深化,煤矿采矿工程的智能化水平将会实现大幅提高。甚至随着煤矿采矿工程智能化的不断提高,未来将会实现煤矿开采无人化的目标。相较于传统的煤矿采矿工程,信息化技术主导的新型煤矿采矿工程不仅能够减少安全事故的发生概率,同时还能够最大程度上提高煤炭资源的开采效率,保障煤炭企业经济效益的稳步提高。 5.2煤矿采矿的生态化趋势 现阶段,煤炭资源的开采会对生态环境造成一定破坏,随着绿色煤矿观念的提出,改善煤炭资源开采过程中的浪费问题及对矿山环境进行必要的保护已经成为当前煤炭企业的重要目标,同样这也关乎到煤炭资源是否能实现可持续利用,所以说这就是未来煤矿采矿的生态化发展趋势。这就要求煤炭企业不断创新煤矿开采技术,并提高煤矿开采对于环境的不利影响,切实提升煤炭资源开采环境的环境友好性。 6结语 综上所述,近几年,我国经济水平实现了快速的提升,我国煤炭资源的大量利用在其中发挥了非常重要的作用。其次,现代社会无论是工业还是人民的日常生活都已离不开煤炭资源的支持,可见煤炭资源与我国社会各方面都有着非常紧密的联系。由于我国煤炭产业的发展速度过快,导致应用于煤矿采矿工程中的一系列工艺技术缺乏足够的先进性,极大的限制了我国煤炭资源的开采效率和利用率的提升。 作者:马云龙 单位:山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司 煤矿采矿工艺分析篇3 煤炭资源是中国的支柱性能源,在中国的能源结构中占比最大。20世纪,中国实现了煤炭资源的工业化开采[1-3]。煤炭资源的开采受空间限制因素较多,因此必须采用一定的采矿工艺和技术才能实现科学合理的开采。而煤炭资源赋存环境的多变性,决定了采矿工艺与技术的多样性,在实际开采中应因地制宜选择最优的采矿工艺与技术实现经济、高效、安全开采[4-5]。 1煤矿采矿工程的特点 煤矿采矿工程的特点对采矿工艺与技术的选择具有决定性作用。煤炭资源在大自然中的赋存条件复杂多变,不同的赋存条件下煤矿采矿工程具有不同的特点。将煤矿采矿工程的特点总结归纳如下:a)煤炭资源的不可再生性。煤炭资源的生成周期决定了煤炭资源的不可再生性,大自然中的煤炭储量是相对固定的,若无序、无限开采则煤炭资源将面临枯竭。根据煤炭资源的不可再生性,必须有计划地进行开采,并选择最优的采矿工艺与技术,避免造成资源浪费。b)采煤作业的专业性。采煤作业是在一固定区域根据煤炭赋存的地质条件,采取适当的采矿工艺与技术实现将煤炭资源采出的目的。采煤作业的空间条件是无法改变的,而空间严重制约了煤炭的可采性,因此,采煤作业必须由具备专业知识和经验的技术人员进行指导,如此,才能在保证安全的前提下进行合理开采。c)采煤作业的危险性。中国大部分煤炭资源赋存于地下深部,必须采用井工开采。井工开采受诸多不安全因素的威胁,如瓦斯、煤尘、水灾、有毒有害气体等。若井下发生事故,则会给作业人员和生产矿井带来极大的损失。且近年来随着浅部资源的枯竭,矿井开采深度日益增加,面临的不安全因素更多。可见,煤炭开采是一项危险性较大的工作。d)采煤作业的流动性。采煤作业的流动性主要是指作业人员的流动性。大部分煤矿所在地偏僻,且随着中国产能结构的优化,煤炭资源需求量也在下降,一些小的煤炭企业无法按时足额支付工资,这些都造成大量具有丰富经验的技术人员的流失,给煤炭行业带来一定的损失。 2目前常用的采矿工艺与技术 由煤矿采矿工程的特点可知,采煤作业必须结合井田实际情况,采用科学合理的采矿工艺与技术,使采煤作业达到安全、有序、回采率高等目的。采矿工艺与技术的选择对煤炭资源的合理利用十分重要。 2.1充填采矿工艺 在煤炭资源开采过程中,随着采煤工作面的推进,工作面后方不可避免会形成采空区。采空区可能有瓦斯等有毒有害气体的积聚,也可造成地表下沉,形成高应力区等,在煤层群开采过程中还会威胁其他煤层的开采安全。充填采矿的基本原理如图1所示。该工艺利用可就地取材的矿渣、矸石等对采空区进行科学回填,改善采空区受力状态、减轻地表下沉和高应力区的发展,不但保证了采矿作业的安全,而且充填材料可就地取材,便于施工,经济高效。 2.2空场采矿工艺 空场采矿工艺又称留矿采矿法,是一种利用煤岩自承力来控制顶板的技术。空场采矿工艺主要包括房柱式采煤法、分段法和浅孔留矿法。房柱式采煤法的基本原理如图2所示。该方法在采煤过程中有计划地进行煤柱留设,借助围岩自身和煤柱的承载能力为采煤工作面提供可靠支撑。空场采矿工艺可使采矿作业具有较大的作业空间,但其回采率较低,开采完毕后需对矿柱进行回收,同时对采空区进行充填。 2.3煤与瓦斯联合开采技术 中国对于采矿过程中瓦斯的治理可追溯至明代,明代著作《天工开物》中记载了古代先民利用竹筒引流排除瓦斯的工艺。长期以来工程人员一直把瓦斯当作井下最大的威胁之一,然而瓦斯也是一种自然资源,如果采取合理的方法进行开采则可变废为宝,因此煤与瓦斯联合开采技术应运而生。煤与瓦斯联合开采是在开采煤炭资源的同时,采用水力压裂等方法增加煤层的透气性,同时在合适的位置设置抽采钻场,通过抽采钻孔对煤层中赋存的瓦斯进行抽采。该技术可在降低煤层瓦斯危害的同时,实现对瓦斯的利用,具有极佳的经济和社会效益。图3为煤矿井下瓦斯抽采示意图。 3智能化采矿技术的发展 从采矿技术来说,中国采煤工作经历了人工开采、机械开采、自动开采等阶段。随着科学技术的进步及计算机技术在各个行业中的应用,智能化采矿技术也被提上日程。中国采矿技术的发展阶段如图4所示。智能化采矿技术是以信息化和自动化技术为基础,结合人工智能和大数据等手段建立智能化开采系统,实现对煤矿的智能开采。智能化采矿在一定程度上可不依赖于人工干预,通过计算机系统实现自主决策,并反馈给执行端。智能化采矿技术可实现自主感知、自主决策、自主协同、自主执行等功能,涵盖了切割、支护、运输等煤炭生产的全过程。目前的初级智能工作面技术体系如图5所示。如图5所示的初级智能工作面技术体系主要涵盖采矿系统的“采、支、运”阶段,接下来对这三大体系的智能化做简要分析。a)采煤机智能化技术。采煤机切割煤岩工艺是煤矿采矿工程中的核心工艺,采煤机智能化技术是通过智能化系统实现采煤机的“智能感知+人工远程干预”运行。采煤机智能化技术包含姿态感知、视频监控、交互通信、记忆截割、自动定位和煤岩识别功能。b)液压支架智能控制技术。地下采煤过程中工作面的安全开采,是在工作面顶板支护科学合理的前提下进行的。液压支架作为工作面的支护设备,起着“顶梁柱”的作用。传统的液压支架支护技术随着工作面的推进需人工进行移架、补液等操作。而液压支架的智能控制由智能系统代替人工操作,可实现自动移架、自动跟机、自适护帮、自测矿压、自动补压和自动调整方位等功能。c)刮板输送机和带式输送机智能化技术。采煤工作面截割下的煤炭需要通过运输设备运至采区煤仓或井底煤仓,刮板输送机和带式输送机便担任着运输大任。刮板输送机和带式输送机的运输能力需与采煤机的截割能力相匹配,智能化技术可通过计算机系统实现“三机协调”运行。刮板输送机的智能化技术包含智能软启动、智能调速、功率协调、智能紧链、断链监控、采运协同等功能。带式输送机的智能化技术包含智能保护、煤流管控和自动张紧等功能。 4结语 a)阐述了煤矿采矿工程的特点,并据此分析了目前常用的采矿工艺与技术,主要包括充填采矿工艺、空场采矿工艺、煤与瓦斯联合开采技术。b)依据中国采矿技术的发展阶段及当前的发展形势,对智能化采矿技术的发展做了简要分析。目前,初级智能工作面技术体系主要由采煤机智能化技术、液压支架智能控制技术、刮板输送机组和带式输送机智能化技术三大系统组成。 参考文献: [1]王万德.浅谈现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2019(15):203-204. [2]郑文兵.煤矿初始地应力场测量方法研究[J].当代化工研究,2019(5):131-132. [3]师向鹏.论煤矿采矿工程中的采矿工艺技术[J].能源与节能,2019(4):93-94. [4]郭良,贾辉敏,柴晓.长榆河煤矿应力场三维数值反演分析[J].内蒙古煤炭经济,2018(17):115-117. [5]秦忠诚,陈文龙,郑元忠.郭屯煤矿深部地应力测试及应用探讨[J].煤炭技术,2017,36(5):8-10. 作者:郭建平 单位:长治市矿山救护大队
煤矿采矿工程篇1 引言 煤炭资源从古至今就是我国的一项重要资源,是我国能源的的主要来源之一。但是我国现阶段的煤矿开采技术还不完善,对于资源的浪费现象十分严重,开采工程的安全性也得不到很好的保障。正是因为这种情况,对煤炭资源采矿工艺进行不断的完善改进,有利于煤炭资源的高效利用,更能保证煤炭开采工作人员的生命安全,促进我国煤炭行业向着更加健康的方向发展。 1.现阶段煤矿开采的主要技术手段 (1)空场采矿 煤炭开采过后,在整体的矿体中会留下大面积的空区,将周围岩体与矿柱对空场进行支撑,这种方法叫做空场采矿法。这种方法进行采矿时,所暴露出来的煤矿面积很大、采矿工程的各项工序可以十分全面的展开,这是空场采矿的优点,但是他也存在着一些缺点,比如在采矿工程完成之后,必须要及时的对空场区域进行填充,以防止危险发生。在我国现阶段所使用的填充空场区域的主要方法有:分段填充法、浅孔填充法、矿柱法等等。 (2)崩落式采矿法 在使用崩落式采矿法前,必须要先在矿体的四周挖掘出一些巷道进行运输使用,在从矿体的上方或者是下方对巷道进行深度挖掘进行一定的扇形空间,但扇形空间挖掘结束之后,需要主要对这些扇形空间进行爆破,将爆破后的煤炭进行开采收集。使用崩落式采矿法采矿挖掘的工作量并不是很大,而且进行采矿的现场结构也十分简单明了,这大大的降低了采矿工程的成本,又提高了煤炭采集的工作效率。但是也有了比较严格的限制条件,不能够随意使用。 (3)露天开采 这种开采方法属于我国现阶段最常用的一种开采方法,我国有的煤炭矿层埋深并不是很深,有的甚至在地表层的下方,所以只要移除了煤矿的表层土壤,下方煤矿自然而然的就裸露在空气当中。我国现阶段煤矿发生危险主要都是由于矿井坍塌而引发的,所以对煤矿进行露天开采可以大大的提高采矿工程的安全性,也可以使采矿工程的成本有一定程度的降低。主要的操作步骤为第一步先将工程使用的炸药安置在地表土壤与煤矿之间,主要目的是炸开表面土层;第二步将炸开的土层进行清理,这一步主要是用机器进行的,在使用钻头等工具将裸露出来的煤矿打碎,碎煤块进行加工处理收集就完成了开采工作。 (4)地下开采 可以使用地下开采的煤层主要是处在距离地表层较远,埋深较深的煤矿。由于埋深较深,想要清除煤矿表面的土壤所需要的工作量十分巨大,强行开采的话会使得工程成本大大增加,为了减少工程成本,提高采矿开采效率就必须要对这些类型的煤矿进行地下开采。地下开采是十分危险的,必须要充分的考虑地形地质因素,在进行开采之前要先对煤矿周围的地质进行全面的分析,保证在开采时周围地质能够提供有效的支撑,避免出现煤炭矿井坍塌的情况,保障煤矿开采工作人员的生命安全。 2.改进完善煤矿开采工艺的主要方法 (1)完善各级的管理规章制度 任何工作、行业想要十分有序的发展进步,离不开明确的规章制度的管理。采矿工程采矿工艺想要获得有效的进步发展,就必须对采矿工程做出十分明确的规范化管理。在制定规章制度之前,首先应该弄清楚我国现阶段煤矿开采工程中主要的问题存在于哪几个方面,在针对这些问题进行专业的规范管理。制定这些规章制度主要是帮助采矿工程能够有效的发扬自身的优点,避免自身的缺点,通过整体的协调,来达到提升煤矿开采工作效率,保障煤炭工程开采安全性的主要目的。首先,政府职能部门需要加强对煤矿企业的动态监测,了解其经营和生产的具体情况,结合当地煤矿企业的具体情况制定管理制度;其次,定期对企业的设备情况和生产技术进行有效分析,如果企业的生产设备落后、生产技术过时,需要督促企业进行设备更新和优化,防止发生安全生产事故。 (2)加大人才队伍建设投入 人才是实现行业发展和国家昌盛的基础保障,其在煤矿生产中占据主导地位,因此,为了提升开采效率、确保生产安全,煤矿企业需要加强人才队伍建设力度,构建一支职业化、专业化以及技能化的工作团队。首先,企业需要从社会中和高校中积极引进具有较强操作能力的专业人才,为企业发展做好人才储备工作,为人才提供更加优越的待遇和宽阔的发展空间,为其解决后顾之忧,让人才安心工作,将所有的精力和智慧用于采矿技术和工艺的研究和创新中;其次,企业要对现有人员加强专业技术培训,结合生产实际情况,建立以及完善考核制度,通过考核的人员才能上岗,否则就需要继续学习,尤其针对存在安全隐患、专业技术要求较高的操作岗位,必须坚持持证上岗原则,并且定期加强专业技术考试;最后,安全是生产的首要任务,企业需要给予安全培训以高度重视,定期组织人员开展安全教育,提升所有员工的安全意识。 3.煤矿开采工艺技术的发展前景 (1)工艺的科技智能化 我国施行改革开放以后,取得了十分显著的效果,各方面的科学技术获得了很大的进步。在我国现阶段计算机互联网技术已经深入到了各个行业领域之中。其中在煤矿开采工程中最常使用的高科技技术主要有:无线电通讯技术、自动化采矿技术、GPS对煤矿进行定位等等这几种。煤炭开采工艺向着智能化的方向发展已经是必然趋势,随着我国科研人员的不断研究突破,深度矿井进行无人开采在不久的将来就会实现,这种方法不仅仅提高了煤矿开采的整体工作效率,还可以避免发生危险对工作人员的生命安全产生伤害,可以最大程度的提升我国煤炭产业的经济效益。 (2)更加注重生态环境可持续发展 由于煤炭资源是一种短时间内的不可再生资源,如果开采时不加以节制,对生态环境会造成不小的影响,虽然就目前来看国民的经济生产总值得到了一定的提升,但是从长远角度来看,过多的对煤矿使用,会对生态环境造成严重破坏。随着新阶段人们的环保理念不断的上升,追求美好生态环境的追求越来越高,这就要求煤炭开采工艺需要走可持续发展的道路,向着环保的方向改进。 4结语 通过本篇论文的讨论,我国现阶段的煤炭开采工程还存在着一定的问题,对于煤矿行业发展进步存在着一定的制约性。为了能够有效的提升采矿工程的经济效益,保证整个行业有效的进步发展,对于开采手段的不完善还应该彻底的贯彻落实。 作者:张奋勤 单位:太原东山五龙煤业有限公司 煤矿采矿工程篇2 0引言 近几年,我国经济实力的提高离不开煤炭资源的支持,同时经济实力的提高也促进了煤炭产业的快速发展。尤其是现阶段随着煤炭资源这一不可再生能源的大量消耗,世界各国都格外重视本国煤炭资源开采合理性的提高。但是现阶段应用于煤炭资源开采的一系列工艺和技术都缺乏先进性,所以不仅煤炭工程的开采效率无法提高,还存在着比较严重的浪费问题,这就不可避免的限制了煤炭资源利用率的提高。由于煤炭资源的利用关系到我国工业领域的发展,以及人民生活水平的提高,所以如何提升煤矿采矿工程的工作效率以及提升煤炭资源的利用率是目前煤炭产业必须思考的问题。因此,针对现阶段煤矿开采工艺和技术,煤炭产业必须不断对其进行及时的改进和创新,并将其与自身的特点结合起来,不断提高我国矿产资源的综合利用水平。 1煤矿采矿中工艺技术的重要性分析 煤炭资源是由动植物尸体在地表下长期与空气隔绝,进而经过一系列复杂的物力化学变化演变而来。由于煤层气的存在,导致煤炭资源的开采工作存在很大的危险性,稍不注意就有可能导致安全事故的发生。因此煤炭企业应该制定出详细的开采计划,这样才能够提升煤矿采矿工程的安全性,最大程度上保障煤炭开采工人的人身安全,进而提升企业的经济效益。现阶段,由于我国煤炭资源的需求量日渐提升,所以很多规模较小的煤矿企业跻身于煤炭资源开采领域进行煤矿的开采,但这些小企业进行煤炭资源开采工作时,由于其安全设施不合理,尤其是在比较复杂的地质结构进行煤炭资源开采时,安全事故的发生概率大幅提高。随着我国煤炭资源的大量开采,那些开采难度小的煤矿数量明显减少,所以以后我国的煤炭资源开采工作难度将不可避免的升高。如果现阶段应用于煤炭资源开采工作的采矿工艺和技术先进性没有得到有效提高,那么煤炭资源的开采效率将不可避免受到影响,同时采矿工作人员的工作危险性也会进一步增加。所以煤炭企业应该不断改善和创新煤炭资源开采的工艺和技术,并切实提高采矿工艺与技术的选择合理性。 2现阶段煤矿开采的现状分析 目前我国煤炭企业有着非常多的采矿工艺和技术,所以在进行煤炭资源开采时有着非常高的选择性。由于我国的煤炭资源分布不规律,不同区域的地质结构有非常大的差异。因此在不同区域进行煤炭资源开采时,选择合理的采矿工艺和技术就变得尤为关键。合理采矿工艺和技术的应用不仅能够保障煤炭资源的开采工作得以顺利进行,还能在最大程度上提升煤炭资源的开采效率以及降低煤矿开采对于周围环境的不利影响。所以,为了将煤矿开采工作对周围环境的不利影响以及由于开采技术的问题给煤炭企业造成的经济损失降到最低,在对采矿工艺与技术进行合理选择的同时,还要不断对其进行创新。 3煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术探讨 3.1露天煤矿技术的应用 在采矿中露天煤矿是我国一项比较常见的采矿技术,此技术的安全系数在开采时会较高一些,采矿的方式便是通过煤矿上层的遮挡物进行有效的转移工作,然后便能够建立出一个完整的露天采矿基地。这种露天的采矿技术如果在开采过程中没有发生极特殊的情况便不会发生上层矿石塌方情况。这种露天煤矿技术能够很好的避免采矿人员在施工中出现危险的事故,同时露天采矿技术还可以通过大型的机械设备进行高效的施工,在机器的充分帮助下可以使露天开采的建设水平得到极大效率的提升。合理的应用露天煤矿技术,能够使采矿工程能够准时的完成交工,但是虽然露天煤矿技术具有较高的安全质量优势,但并不是所有的煤矿产区都会适合此技术。因此在使用露天煤矿技术时,应当充分勘测煤矿产区,露天采矿技术一般使用在煤矿层较浅的地区[1]。 3.2空场采矿 煤矿开采后,整个矿体上会有较大的矿石间隙而周围的岩石柱和矿柱将支撑着整个空场,这称为空场开采矿法。当这种方法用于采矿时,煤矿的裸露面积非常大可以充分开发各种采矿工程流程,这就是采矿的优点。但是确实有一些缺点,例如完成采矿工程之后为了可以有效的避免危险必须及时填充空白区域。现阶段,我国在空旷地区进行填埋的主要方法有分段填埋法、浅井填埋法、矿柱法等。 3.3地下开采工艺 在对煤矿进行开采时,需要由浅层向煤矿深部进行开采。由于浅层的煤矿日益减少,开始向深部挖掘。地下开采工艺相对较为危险,在开采时会出现地压较大的情况,主要是因为煤矿中的原岩应力、煤矿岩体塑性大、在进行煤矿的地下深部开采时对矿石的作用导致矿山的整体压力变大,从而表现出较强的地压,为煤矿的地下深部开采造成一定难度,需要使用专业的检测仪器安全有序的进行相应开采工作。 4采矿工艺与技术应用的改进措施 4.1重视人才培养,切实落实责任 人力资源工作对于企业发展来说至关重要,因此需要定期对煤矿公司的工作人员进行定期的培训,这样才能够逐渐使工人培养起安全生产的意识,以及逐渐提高煤炭资源的开采效率。而且为了开展好煤炭资源的开采工作,煤炭企业需要建立起一支专业性很高的队伍。首先煤炭企业应该注重采矿和技术创新人员的责任意识培养,随后不断提高采矿和技术创新人员的工作能力。另外不断完善煤炭企业的相关制度,切实落实相应的责任也是不可或缺的,只有这样才能够使员工的责任心得到有效的激发。 4.2改善煤矿生产行业的管理制度 改善煤炭开采技术的最好方法是分析具体问题并制定完善的科学管理体系,从而将煤矿开采问题得到有效的改善。管理体系的内容不仅应该包括对采矿技术的审查,还应包括对煤矿公司的惩罚从而进一步使煤炭行业能够找到其缺点和解决方案,并清楚地了解未来的发展方向。管理制度的改善可以使煤炭行业有意识地自我调节,从而有助于提高煤炭效率[2]。 5煤矿采矿工艺技术的发展趋势 5.1煤矿采矿的智能化趋势 随着我国信息技术的不断发展,其在我国的很多领域中都实现了大规模的应用。信息技术的应用给采矿行业的未来发展提供了方向,然而现阶段煤炭资源的开采工作中还主要依赖于机电自动化技术,但是随着信息技术在煤炭资源开采中应用的不断深化,煤矿采矿工程的智能化水平将会实现大幅提高。甚至随着煤矿采矿工程智能化的不断提高,未来将会实现煤矿开采无人化的目标。相较于传统的煤矿采矿工程,信息化技术主导的新型煤矿采矿工程不仅能够减少安全事故的发生概率,同时还能够最大程度上提高煤炭资源的开采效率,保障煤炭企业经济效益的稳步提高。 5.2煤矿采矿的生态化趋势 现阶段,煤炭资源的开采会对生态环境造成一定破坏,随着绿色煤矿观念的提出,改善煤炭资源开采过程中的浪费问题及对矿山环境进行必要的保护已经成为当前煤炭企业的重要目标,同样这也关乎到煤炭资源是否能实现可持续利用,所以说这就是未来煤矿采矿的生态化发展趋势。这就要求煤炭企业不断创新煤矿开采技术,并提高煤矿开采对于环境的不利影响,切实提升煤炭资源开采环境的环境友好性。 6结语 综上所述,近几年,我国经济水平实现了快速的提升,我国煤炭资源的大量利用在其中发挥了非常重要的作用。其次,现代社会无论是工业还是人民的日常生活都已离不开煤炭资源的支持,可见煤炭资源与我国社会各方面都有着非常紧密的联系。由于我国煤炭产业的发展速度过快,导致应用于煤矿采矿工程中的一系列工艺技术缺乏足够的先进性,极大的限制了我国煤炭资源的开采效率和利用率的提升。 作者:马云龙 单位:山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司 煤矿采矿工程篇3 前言 煤矿资源是目前我国很多地区生产生活必须的重要资源,而开采煤矿一直以来都是风险性较高的工作,在采矿过程中容易因为各种因素,威胁到工作人员的生命安全。针对这种情况,需要对采矿工艺和技术进行总结和分析,让从业者对采矿工艺和技术有充分的了解,在工作当中尽可能的保障效率和安全,使煤矿开采工作保持健康发展。 1.分析煤矿采矿工程中采矿技术具备的重要性 目前在煤矿开采行业当中,很多煤矿施工采用的安全措施,对于工作人员的人身安全并不能提供充分地保障,尤其是开采环境较为复杂,地质结构复杂的煤矿开采区域,会由于地质原因,造成人身安全威胁进一步增大,如果没有合适的开采工艺和技术,很容易诱发煤矿开采事故。因此,在煤矿开采过程中,针对开采环境调整开采工艺和技术,是十分必要的,并且,需要管理人员对采矿工艺和技术有全面的了解,才能在选择过程中做出最好的选择,保障开采工作的安全性[1]。 2.分析采矿技术具备的基本特征 采矿技术首要的一个特点是明确的针对性,我国在多年的矿产开采过程中积累了大量的经验,也发现了许多的煤矿采矿技术,这些技术针对不同的矿区特点,能够适应各种环境,尽可能保障工作人员的安全性和开采效率。其次,煤矿开采技术有一定的复杂性,由于煤矿开采环境本身的复杂性限制,采矿技术需要适应各种各样的环境,因此技术本身也会具有一定的负载型。同时,采矿技术的应用只能够尽可能的降低在工作过程中存在的风险性,不能完全避免,当技术工艺应用不到位时,则容易产生风险,使技术本身的应用存在一定的风险性[2]。 3.分析煤矿采矿工程技术种类 (1)采用炮采放顶煤采煤技术 炮采放顶煤采煤技术是煤矿采集工作当中常用的采矿技术,炮采放顶煤采煤技术会使用滑移支架放顶采煤的方式,使用支柱以及顶梁作为滑移顶梁的重要结构,在进行采矿的过程中,后梁和前梁会充分连接,将支架支柱作为液压单体柱。煤矿工作的技术人员和工人会根据煤矿开采的实际需求,调整支架的使用数量[3]。 (2)合理应用充填式采矿技术 充填式采矿技术在煤矿开采工程的应用当中,一般作为常用的支护方式,随着煤矿开采工作的不断推进,工作人员会将一部分填充材料安置在采空区当中,通过填充材料给予的支护作用,控制煤矿地表的松动,便于工作人员进行回采工作。一般,充填式采矿技术会应用在开采高品位矿石、稀缺矿石、贵重矿石等重要矿体当中,其对地表强大的保护作用、应用后给予工作人员强大的安全保障,对废料的高效利用、强大的场地适应效果以及高回采率和低贫化率的特点是其应用的主要优势,但是本身由于技术需要大量的劳动力、由于充填材料带来的较高成本、生产效率不足且工艺复杂等缺点,该技术还有待完善[4]。 (3)科学运用机械化采矿技术 现阶段下,机械化的采矿技术十分常用,工作人员会针对不同的工作模式,以露天开采的形式和地下开采的形式,应用机械化采矿技术。在露天条件下,机械化采矿技术需要将杂质和废料从矿体上分离。在开采过程中,机械化采矿技术的应用需要坚持自上而下的原则,并且,开采过程中要尽可能的避免对自然环境造成破坏[5]。 (4)分析大采高一次采全厚综合机械化技术 目前大采高一次采全厚综合机械化技术随着科技发展,开始不断的完善和成熟,在应用到实际煤矿开采工作当中时,发挥了良好的作用。大采高一次采全厚综合机械化技术在实际应用当中,表现出了对采煤环境的强大优化效果,能够尽可能的避免煤矿开采发生的损失,保障开采工作尽可能的节约成本,并且能够使煤矿采矿工作的效率得到显著的提升,为施工工人提供强大的安全保障,是目前在煤矿开采技术方面发展较快、前景较好的技术,但是目前仍然存在一些需要完善补充的不足[6]。 (5)煤矿地下开采方式 当煤矿层处于地下时,就必须应用地下开采技术。煤矿层处于地下的情况较为常见,煤矿在地表下方,并且和地表存在较远的距离,只有地下开采技术才能够满足开采工作的要求。不过,目前应用于实际开采工作的地下开采技术,需要相对较好的混进条件,并且开采过程中安全系数不足,工作人员在开采准备阶段和开采过程中还需要充分优化采矿层的划分,并且通过专业的探测设备分析矿层物质,才能够为地下开采工作提供科学的帮助,在效率、质量、安全性上都还有着较大的完善空间[7]。 4.分析煤矿采矿工程中采矿工艺具体方法 (1)构建塌陷预警系统 在现如今的时代发展中,人们能有着发达便利的生活,煤炭行业可以说是功不可没,但是在煤矿生产过程中仍然存在很大的问题。由于这些问题,在煤炭行业的实际生产过程中出现了各种困难。所以说,如何把握好煤矿安全生产的关系,能否与煤矿生产技术有机的结合起来,这是现如今所需要解决的一大难题[8]。在开展煤矿开采过程中,危险性是长期存在并且程度不同的,在现如今的煤矿开采工作当中,如果继续使用传统的煤矿开采技术,会导致煤矿开采工作的安全系数不足,威胁工作人员的生命安全。我国的煤炭资源在很长时间内都是重要的消耗性资源,并且广泛利用于各种领域,由于煤炭作为矿物资源天生具备高价值耐储存等特性使得煤炭挖掘业在很长时间内都是极为重要的产业,也取得了很大的发展。而煤炭的挖掘工作中,挖掘煤炭工作的安全性显得非常重要,所以对煤矿采煤工作中,需要构建塌陷预警系统作为必须的安全保障。煤矿企业通过科学化的技术对煤矿进行开发生产,不仅保障了煤矿开发生产过程的安全高效性,还能有效地降低生产成本,给生产工作人员带来更有效的安全保障力度。 (2)提高采矿技术研究力度 提升在技术研究方面的投入是保障技术创新的基本条件和基本要求,在研究过程中需要对工艺和技术进行完善和优化,加大科研发展的力度,提升发展速度。煤矿生产重点省市的政府需要加大扶持力度,使企业有更强的创新动力,使技术研发和工艺更新能够更快更好地发展。 (3)完善前期勘查工作 在进行对矿山的正式开采工作之前,首先要对矿山的地质构造做好了解和勘察工作,对于其中容易影响到稳固性的地质条件,要提前做好预防和控制措施[5]。其次,开采单位要选择专业的勘测设备,对矿山地区的整体地质结构进行精确详细的勘探,做好地质条件的记录,并分析矿井内部,在岩石结构上存在的区别[6]。对于矿井下的地下水情况勘查好具体的分布状态。相关工作人员可以通过地震雷达探测技术,对开采区域范围内的地质条件构成状况进行判断,重点针对褶皱、断层以及岩层空隙等分布状况来进行分析,有效保证煤矿开采工作可以避开一些地质条件比较复杂的不安全区域,提高煤矿开采工作的效率和安全性。在矿山的开采工作当中,矿山开采的线路规划是其中的一项重要工作,要考虑到线路推进过程中稳固性问题,做好开采路线的设计,同时,对路线中下的地质结构做好实时的勘测,思考稳固性和地质结构之间存在的联系,做好加固工作。在正式的矿山开采过程中,应该应用更加尖端的科技设备,保障勘测数据的精确性,同时通过高端设备,更好的进行对地质结构数据的分析和了解,针对性的制定安全保护措施,避免出现意外情况,借助尖端设备,做好矿山开采过程中稳固性的参数监测,动态的对其进行维护和固定,保障了高稳固性,避免出现矿山事故或是影响工作效率。通过对矿山的具体参数进行实时的监测,并定期采集地质结构信息,将其绘制成剖面图,帮助开采单位进行分析和规划调整。另外,在开采过程中,对于开采规划要实现动态的调整,对于开采过程中,当发现后续的规划存在不足之处时,尽快的进行调整,避免影响到后续的开采工作。 5.结语 在未来科技发展与社会不断进步之下,煤矿行业会得到更进一步的发展,且开采工艺会不断提高,所以各种开采技术对于整个煤矿挖掘工作都能起到积极作用,应该进一步的进行推广,同时相关从业人员要对煤矿挖掘工作本身进行管理优化,尽量避免危险发生,排查细节安全隐患,提升安全程度,同时也是为企业提升收益,助力我国的煤矿挖掘事业有着更为长远的发展。 【参考文献】 [1]苏康康.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术探讨[J].石化技术,2020,27(06):281+283. [2]刘键.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术简述[J].石化技术,2020,27(04):30+35. [3]安清彪.煤矿采矿工程中的采煤工艺与技术分析[J].江西化工,2020(02):223-224. [4]刘财.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析[J].内蒙古煤炭经济,2020(06):181. [5]王智慧.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术探讨[J].矿业装备,2020(01):32-33. [6]张克群.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析[J].工程技术研究,2020,5(02):34-35. [7]赵军华.浅谈煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析[J].科技资讯,2019,17(23):65-66. [8]张奋勤.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析[J].当代化工研究,2019(07):158-159. 作者:张海明 单位:山西省阳泉市南庄煤炭集团有限责任公司南庄分公司
化工工艺论文:超滤膜作载体的生物接触氧化工艺研究 摘要:针对经典的污水处理生化工艺的缺陷,提出用超滤膜作载体的生物接触氧化处理工艺。试验结果证明:经初沉处理后的生活污水,当接触时间为3 h左右时,CODCr、BOD5、SS和NH3-N的去除率分别可达到83%、92%、94%和60%左右。理论分析亦表明此法在污水生物处理方面前景良好。 关键词:污水处理 充氧 中空纤维膜 生物膜 载体 用好氧微生物处理污水的一个关键环节是要保证有足够的氧气供微生物氧化水中的有机物。为保证氧气供应,一般采用向污水中充氧的方法。生物膜在氧化有机物的过程中,由于溶解氧的浓度梯度方向与有机物的浓度梯度方向一致,造成生物膜的底部出现厌氧层,导致生物膜脱落而混入处理水中。因此,要设二沉池进行膜水分离。 若想获得一种高效、经济、紧凑的生化处理系统,关键是找出一个能“静静”地将氧气溶解到水中的方法,而微孔膜和选择性透气膜材料的出现与推广使得解决这个关键问题成为可能,这就是所谓的无泡充氧法。无泡充氧法即用疏水性的微孔膜或选择性透气膜材料将液、气两相相互隔离,根据Henry定律,气体可借助于气、液间的分压差透过微孔之间的气、液界面或选择性透气膜而溶入或溶出液体。这一过程中没有肉眼可见的气泡产生,氧气自然也可借此充入水中完成充氧过程。 根据上述分析,笔者设计了一个将反应器与沉淀池合并的试验装置,进行了污水净化试验。 1 材料与方法 1.1 材料 聚偏氟乙烯中空纤维,外径0.8mm,内径0.5mm,微孔最大孔径0.2μm,开孔率80%,由天津纺织工学院提供。 1.2试验装置 试验流程如图1所示。其中反应器用玻璃量筒改制而成,内径60.3mm,有效容积1.27L。中空纤维组件兼充氧及生物膜载体双重功能。该组件用塑料片做成支架将中空纤维盘绕其上制成。中空纤维组件间水平间隔5mm,上下层间隔5mm,交错布置。膜总表面积为416cm2,总体积为504cm3(相当于生物膜载体堆积体积),折算成比表面积为82.5m2/m3,空隙率97%。试验在室温下进行。 1.3 试验水质 原水为唐山市西郊污水厂一沉池出水,其水质为:CODCr=100~300 mg/L,BOD5=50~150 mg/L,SS=100~150mg/L,pH=7.0~7.3。 2 试验过程 试验分为对中空纤维特性的测试(包括耐压性能和微生物生长试验)和污水处理试验。 测试中空纤维浸在水下时内部充气最大安全压力的具体作法是:将几根中空纤维两端用环氧树脂封在玻璃管中,然后向浸没在水中的中空纤维内充气,同时观察中空纤维表面是否有气泡出现。结论是内外压力差≯4.5kPa就可以保证安全运行,且无气泡产生。 微生物生长试验是将上述试验用水换成污水。为提高充气效率,须提高中空纤维膜中的氧气分压,故向中空膜中充入纯氧并维持内外压力差为3.0kPa。在向污水中加入从污水厂曝气池中取得的活性污泥进行接种后,发现靠近氧气进气端的中空纤维表面微生物膜生长较好,而远端则较差,封口端甚至不长。将封口端也接通氧气后,该端附近的生物膜生长情况好转。经分析原因有二:①中空纤维内充入的是纯氧,其中的氮气、二氧化碳等气体分压为零,故水中的上述气体会从水中溶出而进入中空纤维内部使其中的氧气分压降低。在远端随着氧气溶入水中导致氧分压降低幅度较大,使得向水中充氧能力下降,从而影响了微生物的生长。 ②中空纤维内气体的溶进与溶出是沿全长进行的,所以中空纤维内氧气流动速度在封口端为零,进气端则最大,这样就会将已溶入中空纤维的氮气等气体带至远端。所以在中空纤维内沿长度方向氧气的浓度(分压)不是均匀分布的,并且由于进气端氧气流动速度最大,产生的湍流也最强,因而氧气渗入水中的条件最有利。 根据以上分析,在气路中加装一个循环泵后得到了沿中空纤维全长均匀生长的生物膜。 污水处理试验过程则是将装置按流程装配完毕之后接通氧气,注入污水并加入活性污泥进行接种。为了加快生物膜的培养过程,在污水中还加入了用可湿性淀粉、肉汁和一些无机盐组成的营养物质。经2周的培养,生物膜的厚度稳定在约为1.2 mm左右,出水变清后停止添加营养物质,并让生物膜在原污水中适应一周后开始测试。 3 试验结果 3?1 去除有机物和SS 用本法处理污水前后BOD5、CODCr和SS的结果见表1。 表1 对BOD5、CODcr和SS的去除效果 水样 编号从而堵塞载体或滤料间的空隙;其次,因为厌氧细菌产生的代谢物质的作用,导致生物膜脱落;另外,为了保证给微生物足够的溶解氧,一般采用污水流速较快或曝气的方法,这也易使生物膜脱落水中,所以要在其后设一个沉淀池将其分离。 在本工艺中污水的有机物和氧气分别从生物膜的两侧进入,即二者的浓度梯度方向是相反的。这对分解水中的有机物很有好处,如在生物膜的最外层有机物浓度最大但溶解氧浓度最小,而在生物膜的底部则恰好相反,这样好氧微生物的两个生长控制因子得以相互协调和抑制,其结果是使生物膜协调地生长于一个相对固定的厚度范围,不会因有机物的浓度大而过度生长形成堵塞。在试验中观察到的生物膜沿水流方向的生长状态也证明了这一点,从污水进水端至出水端,有机物浓度相差逾十倍,生物膜的厚度却基本一样,仅仅是生物膜的密实程度进水端较出水端密实一些,颜色也略深一些。同样因为本工艺充纯氧,生物膜上不存在厌氧层,全部生物膜都是活性生物膜。在生物膜的最外层有一个微溶解氧层,在该层有机物的浓度最大。这一情况极适于衣球细菌生长,这种细菌对有机物有着极强的分解能力。试验中观察到生物膜的表面从进水端到出水端附近约三分之二一段生长着一层白色丝状菌膜,根据任南琪等人的描述[1],此即衣球细菌菌膜。这一现象在其他工艺中是不多见的,笔者认为这是本工艺去除有机物效果较好的关键。 4.2 SS的去除 从工艺流程中可看出反应器内水流是由下向上流动的,可将其视为一个竖流式沉淀池与一个接触氧化池的组合体。由于试验的接触时间是3~4 h,上升流速仅为0.018~0.024mm/s,只相当于一般竖流式沉淀池所采用上升流速的1/10~1/5,所以污水中所挟带的悬浮物除胶体外几乎全部可以通过沉淀作用而去除。试验中观察到反应器靠近进水口处的混浊程度明显大于其上部,这一现象佐证了上述分析。另外生物膜吸附也去掉了一部分SS。 4.3 去除氨氮 由试验结果可知,随着试验时间的推移,处理水中的亚硝酸盐浓度在增加,到45d时,氨氮的去除率已达到60%,但亚硝酸盐氮浓度增加量与氨氮的下降量并不一致。按照硝化过程: 氨氮的减少数量与亚硝酸盐氮的增加数量应当是对应的,但在本试验中并非如此。合理的解释应当是同时还进行着另外两个过程: 由于出水的pH值并未显著降低,猜测以过程(3)为主,但因条件限制,本次试验未能就此加以验证。 去除氨氮效果较好的原因与本工艺中微生物所处的特别环境及其特殊的微生物种群分布有关:在生物膜的最内层即与中空纤维相接部分是溶解氧浓度最大的部分,而污水中的有机物浓度经过外层微生物的降解后抵达此部位时已经大大降低,在该部位污水中的C/N比值也大大下降,这非常有利于硝化微生物生长。所以笔者认为与其他工艺不同,在本工艺中硝化作用不仅仅是发生在反应器的末端,待污水中总有机物浓度降低到一定程度后才开始,而是在原污水接触到生物膜一段时间,当有机物浓度略有下降后就已经在其后的生物膜内层开始了。如果原污水的有机物浓度较低,则可以认为几乎全部生物膜内层都有一个生长良好的硝化细菌膜存在。所以得出结论:降解有机物和去除氨氮在本工艺中是同步或部分同步进行的。 本工艺脱除氨氮效果较好的另一个原因就是采用了纯氧,这可使硝化微生物的活性提高数倍。 4.4 抗有机负荷冲击能力 本试验中进水的有机物浓度最高值与最低值之间相差2.5倍,但出水的BOD5数值波动不大。每次受到有机负荷冲击后经2~3d的适应,出水水质便恢复良好,这说明本工艺与其他生物膜法一样,有较好的抗有机负荷冲击能力。 4.5 接触时间与有机物去除率的关系 本试验接触时间与有机物去除率关系如图2。从中可以发现,只要接触时间>3h即可分别得到90%(BOD5)或80%(CODCr)以上的去除率。 4.6 生物膜的老化与更新问题 常规生物膜法存在生物膜老化与更新的问题,因此需设置二沉池进行泥水分离,其原因是生物膜底层有一层厌氧层,该层所产生的代谢产物要透过好氧层向外逸出,结果是使好氧层生态系统的稳定状态遭到破坏,导致生物膜净化功能下降,即出现老化问题。又因气态代谢产物不断逸出,减弱了生物膜在其载体上的附着力,造成脱落与更新问题。 但就本工艺而言,生物膜中没有厌氧层存在,部分老化、死亡的微生物停留在生物膜上被氧化掉,因而只有少量的生物膜脱落,但它们不会随着处理水流出,而是沉入反应器底部与沉淀的SS一同排除。 4.7 进一步研究、改进的展望 ①本工艺的一次性投资比较高,主要是目前中空纤维膜的生产并未形成规模,所以售价比较高。随着膜工业的发展,这一问题会得到解决。 ②本工艺除有氧化降解有机物的功能外,尚有良好的硝化功能,但这并未完成污水脱氮过程。如能对中空纤维组件加以改进,使中空纤维外侧或附近有一些能让厌氧微生物附着生长的普通载体,则可利用污水中的有机物作为碳源,完成反硝化,实现脱氮,同时也提高了氧的利用率。 ③虽然本试验在中空纤维中充入的是纯氧,但是通过前面的分析可以发现,经过一段时间的运行,气体循环回路中的气体已不完全是纯氧,而是混有许多在分压差作用下从水中溶出的氮气、二氧化碳等其他气体,在气体循环回路中充入纯氧仅提高了气体中的氧分压。这就有了一个启示:可否直接用空气进行充氧,其结果将会大大降低运行成本。 ④由于本工艺中微生物种群分布的特殊性,生物膜上微生物的种类和数量等可能与其他常规微生物法有所不同,这需要作进一步的研究,为本工艺的完善找出生物学的指导依据。 5 结论 ①用本工艺处理城市污水,可以在一个反应器内使BOD5、CODCr和SS的去除率分别达到92%、83%和94%。 ②本工艺去除氨氮的效果良好,去除率可达60%。 ③本工艺有特殊的微生物生长环境和种群分布,使各类具有特殊降解污染物能力的微生物都有良好的生长环境,并且可以将生物膜厚度自动维持在一定范围内而无堵塞问题,所以运行管理非常简单。 ④本工艺产生的剩余污泥非常少。 ⑤本工艺采用的无泡充氧方法可使污水处理过程在密闭条件下进行,对环境几乎没有影响。 化工工艺论文:化工工艺流程萃取剂选择问题探究 摘 要:萃取作为化工工艺流程中的一种重要分离手段,主要是利用萃取剂将两种不同溶解度及分配系数的溶液分离。在分离过程中萃取剂起着不可或缺的作用,它不仅关系到萃取工艺成功与否,而且影响到其经济性及实用性。为此选择合适的萃取剂至关重要。本文就此先分析了化工工艺流程萃取剂的选择原则,并重点探讨了选择合理萃取剂的有效方法。 关键词:化工工艺流程;萃取剂;原则;方法 化工工艺流程主要是通过化学反应将原材料转变为产品的过程,包括原料处理(净化、乳化、混合)、化学反应(氧化、还原、聚合)及产品精制(去除杂质及废弃混合物)三个步骤,且每一个步骤都有固定的流程和要求,涉及到催化剂、萃取剂、原料选择等诸多内容。萃取分离法在化工工艺流程中占重要地位,而萃取剂的正确选择是保证萃取工艺安全运行且经济合理的关键所在。本文共分为两个部分,第一部分分析了化工工艺流程萃取剂选择基本原则;第二部分重点探讨了正确选择萃取剂的有效方法,旨在给相关人员提供一定的借鉴作用。 1 化工工艺流程萃取剂选择基本原则 萃取作为一种经典的分离手段,利用萃取剂把化合物从一种溶液中有效转移到另一种溶液中,在这个过程中要选择合适的萃取剂。根据多年来的化工生产经验,总结出化工工艺流程萃取剂选择要遵循物理性质及化学性稳定、毒性小、选择性良好等原则,具体来说主要表现如下。 第一,物理性质及化学性稳定原则。化工工艺流程生产过程中涉及到很多化学反应,如氧化反应、还原反应等。为此需选择物理及化学性质稳定的萃取剂,减少对化工工程生产流程的影响,保证萃取质量。 第二,毒性小原则。随着化学化工工艺的不断发展和进步,对化工生产质量提出更高的要求:优质、高效、经济安全、毒性小。为此一方面要完善各项生产工艺,减少毒性。另一方面选择毒性小的萃取剂,减少化工生产整体毒性,实行安全操作。 第三,选择性良好原则。化工工艺流程萃取剂选择性要良好,这样可以有效扩大分离系数,且分离系数越大,萃取剂越合理。 第四,经济实惠原则。现代社会提倡节能环保,化工工艺流程生产也不例外。在保证萃取剂质量的基础上尽量选择经济实惠的萃取剂,节约成本,尽可能地以最少的成本投入获取最大的经济效益。 2 正确选择萃取剂的有效方法 2.1 正规溶液理论选择萃取剂 正规溶液理论作为萃取剂选择的一种常见手段,具有形式简单、操作方便等优点,但其不足之处在于使用范围有限。具体来说,正规溶液理论可以根据纯物质的性质直接判断混合物的性质,在中低极性混合溶液中应用较多,可作为非极性分子(分子力为色散例)判断的重要手段。但不适用于极性分子,主要是因为极性分子间力相对较复杂,可见该理论对萃取剂的选择有一定的局限。为此很多学者建议在极性溶剂中采取内聚能形式,利用无限稀释活度系数计算极性分析相关数值,在某些极性分子检测中获得成功,适当扩展了该理论的适用范围,但仍然有使用限制。 2.2 unifac模型选择方法 化工工艺流程萃取剂主要由有机物组成,虽然有机物类型多样且混杂,但在某种程度上它们是由几十种基团组成,于是很多研究者着手研究从几十种基团中判断混合物的性质,从而选择萃取剂,这就是所谓的unifac模型选择法。 unifac模型选择法有两种基本概念:①基团溶液。基团溶液主要是在基团贡献模型基础上发展而来的。②局部组成。局部组成概念是在拟化学理论的基础上发展而来的,最初使用该概念的是uniquac 法。随着时代的发展,unifac模型开始被提出并不断完善,如gmehling 的修正模型、hooper 的修正模型、kikic 的修正模型等。其中以第一种修整模型最为重要,具有参数齐全、适用范围相对较大等优点。随后gmehling等人对该修正模型不断改进和创新,最终得到简化公式,根据该供述可以快速有效地获得无限稀释活度系数,在萃取剂选择上有着较大的灵活性且精确度高,可作为化工工艺流程萃取剂选择的重要手段。 2.3 nrtl 模型法 nrtl 模型是由prausnitz提出的,他意识到液体混合物中局部组成且混合过程不是随机的,因此他增添了非随机参数,提出基于液相分层的nrtl 模型法。随后相关学者(如意大利学者vetere)对该模型法进行了一系列深入研究和拓展,使得nrtl 模型法除了在含 水体系中应用外,还可以在其他体系中运用,且预测精度较高。 2.4 选择反萃取能力强的萃取剂 利用萃取剂进行化工萃取工艺时,若萃取过程中环境受到影响,那么萃取物质也容易发生变化(从有机物质转变为水),这就要求萃取剂具有较强的反萃取能力。为此需根据化工生产工艺及实际条件选择合适的萃取剂,且保证该萃取剂具有化学性稳定、毒性小、物理性质良好、经济实惠等功能。 2.5 化工工艺流程萃取剂选择注意事项 第一,控制萃取剂的含量。对混合物进行萃取时,应严格控制萃取物的容量,即萃取期间,其单位容量能够对强保留分离物进行保留,该方式才能充分体现单位萃取剂的萃取能力。除此之外,萃取剂还具有保存有效成分的特点,即萃取期间,可以分离原材料中的杂质和有效成分。目前,市场上的萃取剂种类非常多,例如:醇、醛类中性萃取剂、羧酸类酸性萃取剂、螯合萃取剂、季铵盐类胺类萃取剂等。由于萃取剂的过程存在差异,其萃取效果也各不相同。因此,进行实际萃取期间,根据萃取需要选择合适的萃取剂,如利用萃取技术处理工业废水时,可选择环乙醇类、苯等萃取剂。本文笔者主要采用多种萃取剂处理酸化废水,发现环乙醇类的萃取效果明显高于其他种类的萃取剂。因此,笔者认为,当废水的ph≥7时,可采用乙醇类萃取剂处理。 第二,低互溶性。基于对材料的萃取功能,应保证萃取剂的密度与材料的密度存在差异,即两种物质相溶性较差。萃取剂具有油溶点低的特点,而水溶相对较好。取萃取剂对材料(水)进行萃取时,可以促使材料分层,有效避免乳化现象。因此,工业人员应基于材料的密度,选择与其密度差较大的萃取剂进行工业萃取,能够充分保证萃取质量。 第三,保证萃取剂化学性质稳定。萃取剂化学性质主要包括熔点、沸点、相对密度及腐蚀性等,保证上述这些化学性质符合要求,如熔点及沸点要低、相对密度要小、腐蚀性低等。举例来说,煤化工污水中主要有害物质为酚,需通过合适的萃取剂把酚含量有效降低。目前煤化工萃取剂主要有重苯、二异丙基醚、粗苯等。其中重苯、粗苯等物质易挥发,易造成二次污染;二异丙基醚相对上述物质具有乳化性弱、挥发性弱等特点,因此煤化工污水处理可选取二异丙基醚。 3 结束语 萃取在化工工艺流程中占有重要地位,且萃取分离工艺的正常运行及经济合理性与萃取剂的选择有着直接的联系。为此要根据化工工艺流程生产实际情况选择化学性及物理性稳定、毒性小、选择性高、经济实惠、反萃取能力强的萃取剂。同时严格按照萃取工艺标准或要求操作,安全高效地分离化学物质,充分发挥萃取剂及萃取分离法在化工工艺流程生产中的作用。 化工工艺论文:浅谈石油化工管道焊接工艺与质量控制 摘要:焊接的质量控制是石油化工管道施工之中的一项非常关键的工作,焊接质量的控制管理也是相当的复杂,如果焊接质量控制不好,很容易产生质量问题,因此焊接质量控制至关重要。本文介绍了管道焊接的方法与工艺,再针对石油化工压力管道施工中存在的问题来进行阐述,并且提出其质量控制的措施。 关键词:石油化工;管道;焊接工艺;质量控制 引言 石油化工管道的安装在质量控制方面的不利因素较多,管理难度大;由于石油化工管道介质种类繁多,多数介质是易爆易燃且有毒有害的物质,因此对焊接质量的要求相对较高。 1、石油化工压力管道施工中焊接方面存在的问题 (1)由于施工单位技术、质量管理力量不足,不能及时采用近年来管道施工最先进、科学的管理理念,如:单线图管理、焊接与无损检测的软件化管理、管道的工厂化预制等,管理水平几十年徘徊不前。 (2)焊接施工过程中存在未取得施焊项目合格证的焊接操作人员,或者没有在合格证核定的项目及规定的期限内承担焊接作业,造成焊接质量失控。 (3)焊接技术交底不清楚或焊接工艺指导书执行不严格,容易产生焊接工艺参数失控。有的施工工人随意改变坡口的尺寸及形式,改变电流电压等参数,为了早点下班甚至加快焊接速度,使焊缝产生诸如裂纹、咬边、气孔、夹渣、未融合等多种超标缺陷。 (4)焊接材料的种类很多,因为焊材的烘烤、发放、回收工作流于形式,不能做到彻底的跟踪管理,当班剩下的焊材不能及时回收,或者没能及时重新根据规定烘干,导致焊材的混用和焊工随意取用焊材。也有的焊条保温桶的使用不规范,致使焊条受潮,以上所有这些都会对焊接质量产生不良影响。 (5)管道施工焊接的场地不断变换,焊接设备不断移动,引起设备零部件损坏,从而导致焊接参数改变,最后影响焊接质量。施工环境管理不当,不能根据现场的环境变化及时采取防护措施,这也会妨碍焊接质量。 (6)管道安装大多是露天野外作业,地点很多且分散,技术、质量管理、无损检测人员不能及时到位,点口错误,控检比例不够,无损检测找焊口困难、无损检测结果滞后、不能根据缺陷情况及时制定返修工艺、返修不及时等,都将直接影响焊接质量。 2、常规的管理措施 从当前全国石油化工工程项目施工及焊接的实际情况看,管道工程大多是现场焊接,焊接工况不易控制,容易产生质量问题。 2.1加强焊工的培养和继续教育 焊接是一种先进的制造技术,在工业、农业、石油化工等领域的应用日益广泛,焊接技术工人的短缺也成为一个必然的趋势。焊接工人技术水平的高低将直接影响到压力管道的焊接质量。所以需要培养大量的焊接技术人员。同时对现有焊接工人的需继续教育,即结合项目工程实际,时常组织焊工进行学习。另外,还应该建立焊工管理档案,实行奖罚制度,勉励和促进焊工不断提高自身的作业水平。对那些焊接一次合格率高且稳定的焊工,委派其担任重要管道或管道中重要工序的焊接任务,使焊接质量得到保证。 2.2建立全面规范的管理制度和焊接管理体系 建立健全规范的管理制度和焊接管理体系,是确保压力管道焊接质量管理工作顺利进行的有力武器。一般来说,安装单位建立了相关的质量管理体系和规范的管理制度。如材料(焊材)验收入库、保管发放回收体制、焊接管理体制、焊接设备管理体制、焊接检验与返修管理体制、各部门及责任人的职责制度、焊工入场考核规定等相关质量管理程序及规定。 2.3焊接前的施工准备及体系审查 焊前应熟悉设计文件、技术条件及相关标准中对焊接质量的要求,编制详细的焊接工程质量检验试验计划;编制相关的焊接工程施工方案和焊接工艺规程(wps);提供满足现场实物需要的焊接工艺评定文件。认真验收材料,特别是管子、弯头、法兰等的材质、规格、尺寸偏差等应符合设计要求,实物标记应与质保书一致。检查焊接设备性能及完好状况,有关计量仪表灵敏可靠等。项目质保体系建立情况的检查也是必要的,各责任人是否到位到岗,其履行职责的能力,对于不能胜任者必须调整。 2.4焊接中的施工质量管理 针对石油化工厂生产特性,压力管道焊接施工全过程的质量控制、管理工作,必须严格按照以下几点进行:所有的焊材是从焊条烘干室领用的,并且由焊 本人签字,具有可追溯性,防止焊接材料发放、使用错误;再者是环境防护的检查,特别是有风、雨雪等恶劣环境情况下,必须检查其防范措施是否有效,如果环境情况不能满足规范要求的,就必须坚决停止施焊;另外,要加强焊接过程中的自检,对于在焊接过程中发现违规情况,要立即处理。 2.5焊接后的焊接质量及管理控制 首先,焊缝外观的检验应在无损检测之前进行。可以采用标准样板、焊接检验尺、手电筒和工程师镜等,对其进行100%的外观检测,对压力管道焊缝余高、宽度、咬边与母材的过渡、接头错边量、棱角度等进行检查,并做好焊接检查记录。不同标准对不同级别的管道外观合格的判定宽严程度是不同的,必须熟悉相关标准,按照标准执行。其次,焊缝内部质量的检验通过无损检测方法来判别,无损检测方法和检测比例要满足设计、标准、规范的要求。此外,及时对射线探伤底片、无损检测报告进行检查,对于需要返修的焊缝,应严格执行返修工艺,并做好返修施焊记录。返修必须是在热处理和压力试验之前进行。 3、近年来先进的管理理念 3.1加强工厂化预制 鉴于管道工程大多数是现场焊接,焊接工况不易控制的现实,自2000年以来国内大型石油化工工程大力推广管道的工厂化预制,如上海赛科90万吨/年乙烯工程,由中国石化集团投资,在距离安装现场2km~3km的范围内征地,建立了五个大型管道加工厂,即使是管廊上的管道也都在加工厂预制,连直管段也是将两根定长12m的管子焊接在一起再拉到现场安装,这样算下来管廊的管道预制量也超过50%,装置区的管道预制更是到达75%以上,极大的保证了焊接质量和施工工期 3.2推行单线图管理 20世纪80年代欧美、日本等工程公司就将单线图设计、单线图管理的理念带到中国。经过三十年的消化吸收,目前国内设计院3d模型设计,单线图管理的理念也基本确立,也最终被中国石化、中国石油、中海油等公司所接受和推广。单线图管理从材料领用就可以发挥它的作用,实现材料的集约化管理,极大的减少材料浪费;将焊口号在开始预制之前就经过转化标注在单线图上,作为班组施工的依据,具有很强的指导和前瞻预防作用;班组在预制过程中再将管线号、焊口号、焊工编号标注在预制的管段上,将焊工编号、焊接日期、管子、管件的炉批号等信息标注在单线图上,真正实现材料的可追溯性管理;班组依据无损检测比例申报无损检测焊口,确保焊接质量,最后所有焊接、无损检测、热处理、硬度检测等信息都标注在单线图上,形成一份完整的交工资料。 3.3采用焊接/无损检测软件化管理 大型石化装置的管道往往上百公里计,焊接量更是超过千万达因(寸径),管道施工工程量的统计和焊接质量管理难度很大,随着计算机技术的发展,各种焊接/无损检测管理软件应运而生,投资不需很大,却能极大的提高管理的软环境。具体实施时由施工单位的技术员按照单线图采集各班组焊接完成量,将管线号、焊缝编号、焊工号、焊接日期、施工班组等信息输入计算机,监理公司完成焊缝外观检查、指定无损检测焊口号信息输入计算机,无损检测单位将无损检测结果输入计算机。从而可以实现焊接完成量、焊接质量控制等重要信息的实时分析与输出,为焊接质量管理提供有力工具。 结束语 焊接质量的好坏将直接关系到石油化工管道的施工质量。所以,建立完善的焊接施工质量管理体制,大力推行工厂化预制、单线图管理、焊口标识管理、焊接/无损检测软件化管理等科学先进的管理理念,对关键因素层层把关,严格过程质量控制,才能达到石油化工管道焊接施工质量经济性和高可靠性的要求。 化工工艺论文:五味子水溶性多糖提取及纯化工艺的优化 作者:姜波,孙静,刘春,范圣第 【摘要】 目的研究五味子多糖提取工艺参数及参数的评价方法。方法用水提取醇沉法提取五味子多糖,通过单因素及正交实验,研究固液比、提取温度、提取时间及提取次数对五味子多糖得率的影响,并对多糖得率的质量评价和含量评价方法进行探讨,同时进行了多糖的纯化研究。结果提取温度对五味子多糖得率的影响最大,固液比、提取时间对五味子多糖得率影响较小。通过测定提取的多糖含量计算五味子多糖得率与单纯用多糖质量(所得沉淀)计算的五味子多糖得率的比较存在一定的差异,表明采用含量测定的方法比单纯的质量比所确立的条件更准确。结论五味子多糖提取的最佳工艺条件为:固液比1∶30,提取温度90℃,提取时间4 h,提取3次。用活性炭与sevage法联合使用纯化多糖,使提取的多糖纯度由43.48%提高到66.43%。 【关键词】 五味子 多糖 提取 纯化 五味子为木兰科植物五味子的果实,因其甘、酸、辛、苦、咸五味俱全,故得名五味子。五味子是名贵中药材,《本草纲目》中记载,五味子益气主治,咳逆上气,劳伤羸瘦,补不足,强阴,养五脏,除热,止呕逆,补虚劳,明目,壮筋骨,除烦热,解酒毒,生津止渴,补元气不足等[1]。临床多用于久咳虚喘、津亏口渴、遗精、自汗、久泻、神经衰弱、肝炎等症[2]。近年来通过大量动物和临床实验发现,五味子还具有保肝、抗衰老、耐缺氧、增强机体免疫力等活性[2,3]。 近年来研究发现活性多糖具有抗肿瘤、抗病毒、增强免疫力、延缓衰老、降血脂、降血糖、解毒、抗辐射等功效[4~8],其作用日益受到人们的重视。本文利用对环境无污染的水提取的方法,研究了五味子多糖的提取工艺条件,并进行了粗多糖的纯化及多糖含量的测定。在人们常采用的通过依据提取多糖质量的多少(所得的多糖沉淀的质量除以样品的质量)来判断提取工艺条件[9~11]的同时,本文又通过测定提取的多糖中的多糖含量(测得的多糖含量乘以提取多糖质量除以五味子的质量)来选择多糖的提取条件,并将两种方法进行了比较。实验结果表明,采用含量测定的方法比单纯的质量比所确立的最佳条件更可靠。 1 仪器与材料 1.1 仪器与试剂 wfj2100型分光光度计(上海尤尼柯仪器有限公司),uv-9200紫外-可见分光光度计(北京瑞利分析仪器公司),微型植物试样粉碎机(天津市泰新特仪器有限公司),电子分析天平(上海奥豪斯公司),恒温水浴锅(金北得工贸有限公司),tdl80-28台式离心机(上海安亭精密仪器厂),电热恒温干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)。 试剂均为国产分析纯。 1.2 材料五味子:市购。 2 方法 2.1 材料的预处理 将五味子在65℃烘箱中烘干后用粉碎机粉碎,过80目筛,于棕色磨口瓶中存放备用。 2.2 五味子粗多糖提取方法 称取一定量的五味子粉于具塞三角瓶中,按实验的设计加入一定量的蒸馏水,放入水浴中按一定的温度浸提。冷却后,以4 000 r/min离心20 min,所得提取液浓缩至原体积的约1/5,然后加入5倍体积的乙醇,摇匀后,在4℃冰箱中放置24 h,以4 200 r/min离心18 min。所得沉淀蒸干乙醇后,在70℃烘箱中烘至干燥,所得固体即为五味子多糖。 2.3 粗多糖的纯化方法 五味子预处理蒸馏水浸提离心浓缩sevage法脱蛋白活性炭脱色醇沉离心干燥研磨干燥检测。 质量比多糖得率(%)=提取的多糖质量五味子试样质量×100% 为了便于区分这个得率以下称为质量比多糖得率。 2.4 多糖的含量测定方法采用硫酸-苯酚法,用葡萄糖作为标准测定多糖含量。 标准溶液的配制及测定:准确称取0.10 000 g已干燥的标准葡萄糖,溶解后至100 ml容量瓶,用蒸馏水稀释到刻度。用移液管分别取上述配制的葡萄糖标准溶液1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 ml,转移至100 ml容量瓶,并用蒸馏水稀释至刻度,摇匀。得浓度分别为10,20,30,40,50μg/ml的葡萄糖标准溶液。 从上述已配制的葡萄糖标准溶液中分别取出0.6 ml于10 ml具塞试管中,再分别加入5%苯酚(w/v)溶液1.2 ml,迅速加入浓硫酸4.0 ml,摇匀,室温静置15 min,30℃水浴中放置15 min,在486 nm下测其吸光度。 样品溶液的配制及测定:准确称取0.01g粗多糖,用蒸馏水溶解后,分别转移至50 ml容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀。用与标样测定相同的方法测定样品中多糖含量。 通过标准曲线测得样品浓度后带入以下公式可得到0.01 g粗多糖中多糖含量,再乘以粗多糖干燥后产量可得到2 g五味子中粗多糖量,最终可算出五味子多糖得率。 多糖含量(%)=样品浓度×稀释倍数×样品体积多糖试样质量×100% 五味子多糖得率(%)=粗多糖多糖含量×粗多糖质量五味子试样质量(2 g)×100% 2.5 单因素实验固液比(m/v)选用1∶10,1∶20,1∶30,1∶40,1∶50五个条件,提取温度采用75,80,85,90,95℃ 5个条件,提取时间为1,2,3,4,5 h 5个条件,提取次数为5次。 2.6 正交实验选l9(33)正交实验,以确定五味子中水溶性多糖提取的最佳工艺参数。水平因素见表1。表1 水平因素(略) 3 结果与讨论 3.1 多糖含量的测定 经紫外光谱扫描确立多糖测定的最大吸收为486 nm,测得的葡萄糖标准曲线的相关系数为0.999 6,线性方程为y=0.006 9x。 3.2 五味子多糖提取的单因素实验研究 为了更准确地反映出提取多糖的量,本文除了采用人们普遍使用的直接利用提取的多糖质量与试样质量之比的多糖得率计算方法来考察因素外,还利用定量分析提取的多糖中的多糖含量,继而换算出五味子试样中多糖得率的方法来指示各因素提取多糖的多寡,进而指示各因素的优劣。这样可以避免提取的多糖质量高,即提取的多糖质量与样品质量之比的多糖得率高但多糖含量不一定高的问题。同时也可以说明有的文献中出现的异常数据,使各因素考查的结果更具可信性。 3.2.1 固液比对多糖得率的影响 在提取温度为80℃,提取时间为3h条件下,进行固液比实验。结果见图1。 实验结果表明,随着固液比的增加,多糖得率逐渐增加,但当固液比达到1∶40后,质量比多糖得率却有所下降,但经过多糖含量测定计算的五味子多糖得率逐渐上升,由此可以看出单凭由质量比多糖得率来确立提取条件的不准确。这同时也说明了一些研究中随着固液比的增大,多糖得率反而减小的现象。由图1可以看出,当固液比达到30%以后,五味子多糖得率增加缓慢。 3.2.2 提取温度对多糖得率的影响 在固液比为1∶30,提取时间为3 h条件下,进行提取温度实验。结果见图2。 由图2可以看出,在所选的5个提取温度下,随着温度的升高,多糖的提取率随之升高,到达90℃时最大,而当温度95℃时提取率下降,这可能是由于在较高温度下提取使大分子多糖的糖苷键断裂造成了多糖的部分损失。提取温度考虑为90℃。质量比多糖得率与五味子多糖得率随温度变化趋势基本一致。 3.2.3 提取时间对多糖得率的影响 在固液比为1∶30,提取温度为90℃条件下,进行提取时间实验。结果见图3。 由图3可看出随提取时间的增加多糖得率增加,到3 h后增加幅度缓慢。五味子多糖得率随时间增加缓慢增加,而质量比多糖得率当提取时间为5 h略有降低。 3.2.4 提取次数对多糖得率的影响 在固液比为1∶30,提取温度为90℃条件下,提取时间为3h条件下,进行5次提取次数实验。结果见图4。 由图4可见,第1次提取多糖的得率最高,第2次次之,第3次以后多糖得率较小,实验提取次数3次为宜。质量比多糖得率与五味子多糖得率随温度变化趋势基本一致。 3.3 五味子多糖提取的正交实验在单因素实验的基础上,选定3因素3水平正交实验。结果见表2~3。表2 正交实验l9 (33)结果,表3 正交实验方差分析(略)。 比较3个因素的极差r值,rb>ra>rc,可看出温度对提取多糖得率影响最大,其次为固液比,最后为浸提时间。最佳工艺组合为a2b2c3,即固液比为1∶30,温度为90℃,提取时间为4 h。在此最佳提取条件下提取,得每2 g五味子多糖高达到69.39 mg,五味子多糖得率为3.470%。 3.4 多糖的纯化采用活性炭与sevage法联合纯化多糖。首先用活性炭处理。将提取液在水浴中加热至90℃,活性炭与提取液按1∶5(w/v)量加入,搅拌30 min,过滤,用蒸馏水洗涤活性炭层4次,合并滤液后,浓缩。然后用sevage法脱蛋白,氯仿∶正丁醇比例为4∶1(v/v),与提取液的比例为1∶5(v/v),用力振摇30min,4 200 r/min离心15 min。醇沉后,得到精制多糖。 3.4.1 活性炭处理实验结果 用紫外光谱在280 nm下测定多糖提取液的紫外吸收,活性炭处理前后的吸光度见图5。 由图5可见,活性炭处理除掉了大部分的杂质。 3.4.2 sevage法脱蛋白用sevage法除蛋白,共做了5次,每次去除蛋白情况见图6。 由图6中可看出蛋白质含量在经过1次sevage处理后的吸光度有所减少,但随着处理次数的增加,差异不明显。说明多糖中的大部分游离蛋白已去除,多糖中可能存在结合蛋白而不能单独去除。 3.4.3 纯化后多糖含量在优化后的最佳条件下提取的多糖用硫酸-苯酚法测得其糖中多糖含量为43.48%,纯化后的多糖含量为66.43%。 4 结论 在提取水溶性多糖过程中,因素水平对五味子多糖得率的影响顺序为温度>固液比>提取时间。多糖提取的最佳工艺条件为固液比为1∶30,温度为90℃,提取时间为4 h,提取3次。 用硫酸-苯酚法测定多糖含量,加硫酸后立即摇匀,室温静置15 min,30℃放置水浴15 min。在486 nm下测其吸光度。显色稳定,标准曲线的相关系数为0.999 6。 通过测定提取多糖中的多糖含量换算出五味子试样中多糖得率的方法来指示各因素提取多糖的多寡,比用单纯的质量比考察各因素的结果更具可信性。 通过活性炭与sevage法联合使用纯化多糖,使提取的多糖纯度由43.48%提高到66.43%。 化工工艺论文:复方龙脉宁滴丸纯化工艺实验研究 作者:郝建萍 孙静 王昌利 苏卓,朱玲 【摘要】 目的通过实验研究进一步完善复方龙脉宁滴丸纯化工艺参数,为该制剂实现工业化生产奠定基础。方法以葛根素含量为指标,采用薄层色谱法和高效液相色谱法测定其含量,对ab-8大孔吸附树脂纯化该制剂处方进行纯化实验研究。结果采用静态吸附-动态洗脱的纯化方法较为合理,需3bv的70%乙醇即可洗脱完全。结论该纯化工艺参数合理,方便可行,重复性好。ab-8型大孔吸附树脂具有较好的纯化效果,可有效除杂,从而降低服用量,同时保证药物制剂疗效。 【关键词】 复方龙脉宁; 纯化工艺; 葛根素 滴丸剂系指药材经适宜的方法提取、纯化、浓缩并与适宜的基质加热熔融混匀后,滴入不相混溶的冷凝液中,收缩冷凝而制成的球形或类球形制剂[1]。复方龙脉宁滴丸由葛根、穿山龙等4味中药提取加工而成,具有通络活血、消炎化瘀的作用,用于治疗中风所致半身不遂,肢体麻木,口眼歪斜及胸痹所致胸闷,心悸,气短等症。该制剂的基础研究相对成熟,通过两年的实验研究,得到了重复性较高,较为科学、合理的提取工艺参数。为了降低服用剂量,对该复方进行了大孔吸附树脂纯化实验研究,通过纯化处理制备的滴丸剂,服用量大大的减少,初步的药效学观察,该制剂具有较好治疗作用。本文在已有的研究基础上,进一步对大孔吸附树脂纯化复方的工艺进行研究,为该制剂实现工业化生产奠定良好基础。 1 仪器与材料 hitachi液相色谱仪:l-2130泵、hitachi检测器、orgnizer色谱工作站。甲醇为色谱纯(天津康科德化学试剂),水为重蒸水。葛根素对照品(中国药品生物制品检定所,批号:0752-9907);其余试剂为分析纯。葛根、穿山龙等4味药材混合提取药液(自制)。ab-8大孔吸附树脂(上海树脂厂有限公司,批号20080505)。 2 方法与结果 2.1 药材的提取将葛根等4味药按处方比例和最佳提取工艺提取。 2.2 葛根素的含量测定方法 2.2.1 色谱条件色谱柱为accurasil c18(5 μm,4.6 mm×250 mm);流动相为甲醇和水(25∶75);检测波长250 nm[1];柱温为室温; 流速1 ml/min。 2.2.2 标准曲线的绘制精密称定葛根素对照品10.0 mg,加30%乙醇定容于25 ml容量瓶中,摇匀。精密吸取1 ml葛根素标准品溶液置于50 ml容量瓶中,加水至刻度线,摇匀,即得浓度为0.008 mg/ml的标准品溶液,作为对照品溶液[2]。分别精密吸取对照品溶液(c=0.008 mg/ml)2,4,6,8,10 μl,按上述色谱条件测定峰值面积,得标准曲线及线性范围。以峰面积为纵坐标,葛根素含量(μg)为横坐标计算回归方程为:a=22 158c+14 157相关系数r=0.999 4,线性范围0.016~0.080 mg。 2.2.3 含量测定精密吸取0.45 μm微孔滤膜过滤后的提取液10 μl,注入液相色谱仪,测得峰面积,代入标准曲线计算其含量[3]。 2.3 纯化方法的筛选 2.3.1 纯化方法本实验将静态吸附-动态洗脱与动态吸附-动态洗脱两种方法进行对比,优选最佳纯化条件。以处方中葛根素的含量作为评判指标。 静态吸附-动态洗脱方法:将处理后的ab-8大孔吸附树脂按径高比1∶3装柱,倒入过量混合药液使其充分吸附,吸附后倒入重蒸水进行冲洗,加70%乙醇以2bv/h的速度洗脱,洗脱液每5 ml为一份,测定每份中葛根素的含量。 动态吸附-动态洗脱方法:将处理后的ab-8大孔吸附树脂按径高比1∶3装柱,倒入过量混合药液使其充分动态吸附,流出液速度为15 d/min,洗脱方法同静态吸附-动态洗脱。 2.3.2 洗脱结果按“2.2.3”项含量测定方法测定每一份流出液中葛根素含量。结果见表1~2,图1。用tlc的方法验证每一份流出液的葛根素含量。结果见图2~5。结果显示第10份流出液葛根素含量极低,可认为已洗脱完成。表1 动态吸附-动态洗脱结果(略)表2 静态吸附-动态洗脱结果(略) 3 结论 将薄层色谱法和高效液相色谱法所得的含量测定结果结合,综合比较选择静态吸附-动态洗脱的方法较好,需3bv的70%乙醇即可将葛根素洗脱完全。 4 讨论 复方龙脉宁滴丸中所含化学成分极其复杂,含有葛根素、薯蓣皂苷元、阿魏酸、黄酮等多种成分,故有效成分的富集,精制,纯化存在一定的难度[4~7]。如何寻找一种既能满足精制度要求,又能在大生产中推广应用的新技术是中药产业工程化之关键。作者采用ab-8大孔吸附树脂纯化葛根素,从实验结果看,其对葛根素洗脱完全,因此大孔树脂适宜于葛根素的纯化,并通过中试研究证实了该技术放大生产亦是可行的。 化工工艺论文:板蓝根多糖的提取和纯化工艺研究 作者:张体祥,刘捷,张萍,马丽,卢奎 【摘要】 目的研究板蓝根水溶性多糖的提取纯化工艺条件。方法通过正交实验,考察液料比、提取时间、提取温度、醇沉时间、醇液比对多糖得率的影响。结果液料比是影响提取工艺的主要因素,最佳工艺条件为:液料比30∶1,提取温度90℃,提取时间6 h。三氯乙酸法脱蛋白,葡聚糖凝胶柱层析纯化分离。结论板蓝根多糖得率25.63%,多糖含量76.42%。纯化后的板蓝根多糖为分子大小均一的单一组分多糖,不含核酸和蛋白质。 【关键词】 板蓝根多糖 正交试验 提取 纯化 分离 板蓝根为 中国 传统中药,有清热解毒、凉血利咽的功能。用于瘟毒发斑、舌绛紫暗、痄腮、喉痹、烂喉丹痧、大头瘟疫、丹毒、痈肿等症[1]。板蓝根多糖是板蓝根的主要化学成分之一。研究发现, 板蓝根多糖具有免疫调节作用, 对特异性免疫和非特异性免疫均有一定的促进作用[2,3], 此外还有降血脂作用。 随着人们对多糖生物活性和特殊药用功能认识的进一步加深,意识到板蓝根多糖可能是板蓝根生物活性和特殊药用功能的主要作用因子之一。 目前, 板蓝根多糖的提取大多采用水煮醇沉法[4,5], 提取的粗多糖溶液为胶体溶液, 性质差别很大, 提取得率和多糖含量并不理想,这为多糖的的进一步开发造成了困难。为了提高多糖的活性, 本实验以北板蓝根为原料, 采用正交实验对板蓝根的提取工艺进行优化, 对提取的粗多糖脱蛋白, 通过sehadex g-100凝胶色谱柱进一步分离纯化, 以期为板蓝根多糖的开发利用提供理论基础。 1 材料 板蓝根,购自郑州仟僖堂药店。 2 方法 2.1 板蓝根多糖的提取纯化工艺路线[6,7]其流程如下所示: 提取:板蓝根粉碎称量乙醚脱脂热水浸提离心取上清液残渣重复浸提两次合并上清液减压浓缩透析测含糖量乙醇沉淀有机溶剂洗涤真空干燥板蓝根粗多糖 纯化:粗多糖溶液 sehadex g-100柱层析洗脱液浓缩乙醇沉淀冷冻干燥精制板蓝根多糖 2.2 正交实验优化板蓝根多糖的提取工艺选择液料比、提取温度和提取时间3个因素,以多糖得率为考察指标进行3因素3水平的正交实验,对板蓝根多糖的提取工艺条件进行优化。 2.3 多糖含量的测定[8]苯酚-硫酸法,以葡萄糖为基准物作标准曲线。根据标准曲线 计算 多糖含量。 板蓝根多糖得率的计算公式: 粗多糖得率(%)=多糖质量板蓝根粉末的质量×100% 2.4 脱蛋白方法称取一定量板蓝根粗多糖,加入蒸馏水溶胀2 h,在100℃下煮沸1.5 h,离心,浓缩。本实验采用了4种去蛋白方法: sevage法:在粗多糖浓缩液中加入等体积的一定浓度的氯仿-正丁醇溶液,混合振摇,离心除去沉淀,经透析、醇沉、洗涤、干燥,即得脱蛋白多糖。 三氯乙酸法:在粗多糖浓缩液中滴加一定量的三氯乙酸,剧烈搅拌20~30 min,离心除去沉淀,经透析、醇沉、洗涤、干燥,即得脱蛋白多糖。 hcl法:用hcl调节粗多糖浓缩液至ph=3,10~20℃静置过夜,离心除去沉淀液,再透析醇沉、洗涤、干燥,即得脱蛋白多糖。 正丁醇-三氯乙酸法:在粗多糖浓缩液中加入等体积的三氯乙酸-正丁醇试剂,振摇10 min,于分液漏斗中静置分层,收集下层的水溶液,经透析醇沉、洗涤、干燥,即得脱蛋白多糖。 2.5 板蓝根多糖的纯化将一定量的脱蛋白多糖,用蒸馏水溶解后上样,0.15 mol·l-1 nacl进行洗脱,流速控制在0.3 ml·min-1,洗脱液由分布收集器进行收集,苯酚-硫酸法跟踪检测,分别合并出峰的流出液,减压浓缩至一定体积,醇沉、过滤、干燥,即得精制多糖。 2.6 纯度鉴定将sephadex g-100装柱,用nacl平衡1 d。上样,nacl洗脱,按3 ml体积部分收集,用苯酚-硫酸法跟踪检测。配制一定浓度的板蓝根多糖溶液,以二次重蒸水为空白, tu-1800pc紫外分光光度计于190~800 nm的范围进行扫描。 3 结果 3.1 液料比对多糖得率的影响固定提取温度为90℃,提取时间为7 h,醇沉比4∶1,醇沉时间24 h, 称取一定量板蓝根分别在5∶1,10∶1,20∶1,30∶1,40∶1条件下提取。结果见图1。 由图1可以看出,随着液料比的增大,多糖得率呈上升趋势,当液料比达到25∶1,多糖得率变化不大。如果水用量过多, 不利于以后的浓缩分离。因此, 选择液料比在25∶1左右。 3.2 提取温度对多糖得率的影响按照液料比25∶1,提取时间7h,醇沉比4∶1,醇沉时间24 h, 称取一定量板蓝根分别在60,70,80℃,90,95,100℃温度下提取。结果见图2。 由图2可以看出,提取温度从60℃升高到90℃时,多糖的得率迅速增加,超过90℃则多糖的得率变化平缓,而温度达到95℃之后多糖的得率反而有所下降。若温度过低,溶剂的渗透能力和溶解能力差,多糖不能有效溶出;温度过高虽对细胞的破坏作用增大,有利于多糖的浸出,但是会导致多糖裂解,使得多糖得率降低。所以, 提取温度选择80~95℃时效果较好。 3.3 提取时间对多糖得率的影响固定液料比25∶1,提取温度为90℃,醇沉比为4∶1,醇沉时间为24 h, 取一定量板蓝根分别在5,6,7,8,9 h下提取。结果见图3。随着提取时间的延长,多糖的得率逐渐增加,到7 h后多糖得率增加缓慢。故提取时间选择6~8 h时效果较好。 3.4 醇液比对多糖得率的影响由图4可以看出,随着乙醇与多糖浓缩液比例的增加,多糖得率呈增加趋势,当醇液比达到4∶1后,多糖得率增加不明显。因此,醇液比选择4∶1~5∶1时效果较好。 3.5 醇沉时间对多糖得率的影响由图5可以看出,随着醇沉时间的延长,多糖得率逐渐增加, 24 h后多糖得率降低,但是醇沉时间对多糖得率影响不大。因此, 醇沉时间选择16~24 h之间。 3.6 正交实验在单因素实验的基础上,确定液料比、提取时间和提取温度作为实验因素,设计3因素3水平的l9(34)正交表,以多糖得率为指标对各因素进行评价和选择,见表1,正交实验结果见表2。表1 因素水平(略) 从表2可以看出,影响板蓝根多糖得率因素的顺序为:液料比 提取温度 提取时间,最优工艺组合为a3b2c1,故最佳提取条件为液料水比为30∶1,提取温度为90℃,提取时间为6 h。表2 正交实验(略) 3.7 验证实验按照板蓝根多糖提取的最佳条件: 液料比30∶1,提取温度90℃,提取时间6h,醇沉比例4∶1,醇沉时间24 h进行验证实验,板蓝根多糖的得率为25.63%,多糖含量为76.42%。 3.8 板蓝根多糖的纯化 3.8.1 脱蛋白方法的选择为选取最优的脱蛋白方法,以多糖含量和a280吸光值作为指标, 分别采用sevage法、三氯乙酸法、hcl法、正丁醇-三氯乙酸法4种方法进行比较。结果见表3。正丁醇-三氯乙酸法的a280吸光值最小,多糖含量最高,除蛋白效果较好,但是多糖得率较低,;三氯乙酸法的多糖得率较高,多糖含量达到91.46%,a280吸光值为0.106,除蛋白效果也较好。综合各方面因素, 本实验选用三氯乙酸法去除板蓝根多糖的蛋白质。表3 4种脱蛋白方法的比较(略) 3.8.2 葡聚糖凝胶(sephadex g-100)柱层析纯化分离 板蓝根多糖sephadex g-100柱层析纯化分离的洗脱曲线如图6。出现4个洗脱峰, 收集其中含量最高所对应的5~7号管, 透析, 浓缩, 加入3倍体积95%乙醇, 离心分离, 冷冻干燥, 得到板蓝根多糖。 3.9 纯度鉴定对sephadex g-100层析柱上纯化分离得到的5~7管的板蓝根多糖组分在190~ 800 nm范围进行扫描,结果见7~8。在260 nm和280 nm处无核酸和蛋白质的特征吸收峰,说明产品中不含核酸和蛋白质。经sephadex g-100柱层析洗脱,所得的峰形状为对称的单一峰,表明纯化后的板蓝根多糖为分子大小均一的单一组分多糖。 4 结 论 利用水煮醇沉法从板蓝根中提取水溶性多糖, 通过单因素实验和正交实验对板蓝根多糖的提取工艺进行优化, 确定的最佳提取条件为: 液料比30∶1,提取温度90℃,提取时间6 h,板蓝根粗多糖的得率为25.63%,多糖含量达到76.42%。 对脱蛋白方法进行了优化, 采用三氯乙酸法去蛋白的多糖得率43.87%, 多糖含量91.46%, 脱蛋白效果好。 利用葡聚糖凝胶sephadex g-100柱层析对板蓝根粗多糖进行纯化分离, 收集主峰。纯化后的板蓝根多糖为单一组分多糖, 不含核酸和蛋白质。这为下一步对板蓝根多糖的分离纯化和结构的分析奠定了基础。 化工工艺论文:含羞草中总黄酮提取纯化工艺研究 作者:乔文涛,张静,俞凌雁,马婷婷,袁珂 【摘要】 目的研究提取纯化含羞草中总黄酮的最佳工艺条件。方法以芦丁为对照,含羞草总黄酮得率为考察指标,通过正交实验法优选超声提取总黄酮的最佳工艺。在此基础上,采用真空薄膜浓缩,超声脱色,大孔吸附树脂diaion hp-20吸附分离纯化含羞草总黄酮提取物。结果最佳提取工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次,10 min/次。最佳分离纯化工艺为:采用大孔吸附树脂diaion hp-20进行分离富集,以不同浓度的乙醇进行梯度洗脱,洗脱流速为5 ml/min,收集40%~60%乙醇洗脱部位并减压浓缩得总黄酮提取物,总黄酮的含量达到76%。结论优化了含羞草中总黄酮的提取纯化方法,为含羞草资源的综合利用和产业化开发提供了 参考 。 【关键词】 含羞草 总黄酮 提取 纯化 含羞草为豆科含羞草属植物含羞草mimosa pudica的全草[1],又名知羞草、怕羞草、喝乎草、刺含羞草等。主要分布在我国华东、华南、西南等地的山坡丛林、湿地、路旁,具有清热利尿、化痰止咳、安神止痛、凉血止血之功效,临床多用于急性肝炎、神经衰弱、失眠、肺结核咳血、血尿、结膜炎、跌打损伤、带状疱疹等症[2]。含羞草中含有大量对人体有益的活性物质,包括黄酮类、酚类、生物活性多糖、氨基酸类、有机酸类和其它微量元素。其中的黄酮类化合物具有显著的生理活性[3~5],如抗脂质过氧化、抗衰老、清除自由基、抗肿瘤,降低血脂、抗菌抑菌、增强免疫力等作用。本文通过正交实验考察了超声提取含羞草总黄酮的工艺,同时采用大孔吸附树脂进行吸附分离,并结合真空薄膜浓缩、超声脱色等方法对含羞草提取物进行分离与纯化,以期为 工业 化生产提供参考依据。 1 仪器与材料 1.1 仪器uv-2102pcs紫外可见分光光度计(上海龙尼柯仪器有限公司);kq-250b超声波提取器(昆山市超声仪器有限公司);njl07-3型实验专用微波炉(南京杰全微波设备有限公司,额定功率800w);millipore simplicity型超纯水器(美国millipore公司);re-52a旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);真空薄膜浓缩装置[6](自装);101-1型电热恒温干燥箱;微量分析天平(eettler ae 240瑞士),微孔滤膜(上海医药工业研究院);芦丁对照品( 中国 药品生物制品鉴定所提供)。 1.2 材料与试剂 含羞草于2003-05采自海南三亚,由海南大学植物学教授黄世满鉴定为豆科含羞草属植物含羞草的全植株;所用试剂均为分析纯。 2 方法与结果 2.1 标准曲线的绘制 准确称取干燥恒重的芦丁对照品12.8 mg,加60%乙醇(体积分数,下同)溶解并定容置100 ml的量瓶中,摇匀得质量浓度为0.128 g/l的对照品溶液。分别取上述芦丁标准溶液0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 ml于6只10 ml量瓶中,用60%乙醇补充至5 ml,各加入0.3 ml 5%亚硝酸钠,摇匀,放置5 min后各加入10%硝酸铝0.3 ml,摇匀。5 min后再加入1 mol/ml的氢氧化钠溶液4 ml,混匀,用60%乙醇稀释至刻度。10 min后于510 nm处测吸光度,试剂为空白参比,以芦丁质量浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线,用最小二乘法进行线行回归,得芦丁含量与吸光度之间的回归方程:a=9.049 1c+0.006 4, r=0.999 7。 2.2 不同溶剂提取所得提取物得率及总黄酮得率的比较 2.2.1 不同溶剂提取所得提取物的得率比较 称取粉碎并过60目筛后的含羞草原料4份,每份20 g,分别选用50%的乙醇、80%的乙醇、甲醇、70%的丙酮4种不同的溶剂进行索氏提取,溶剂用量均为200 ml,提取时间为5 h。分别将提取液浓缩至稠膏状移入烘箱中烘干至恒重。称重, 计算 得率。结果见表1。表1 不同溶剂提取所得提取物及得率的比较(略) 2.2.2 不同溶剂提取所得总黄酮的得率比较 分别吸取一定量由不同溶剂提取所制得的含羞草提取液于10 ml量瓶中,添加60%乙醇溶液使体积约为5 ml,按照上述绘制芦丁标准曲线的方法,依次加入0.3 ml 5%亚硝酸钠、0.3 ml 10%硝酸铝、4 ml 1 mol/ml的氢氧化钠溶液,混匀,用60%乙醇稀释至刻度。静置20 min后用紫外可见分光光度计法测定不同溶剂提取所得提取液的吸光度,重复3次测定,并根据标准曲线换算出总黄酮的得率,计算平均含量及rsd。结果见表2。表2 不同溶剂提取所得提取物中总黄酮的得率比较(略) 由表1可以看出,由4种不同的溶剂进行索氏提取,以70%丙酮进行提取所得提取物的得率为最高;由表2可以看出,以80%乙醇为溶剂进行提取,所得提取物中总黄酮得率相对最高。虽然以70%丙酮提取得率最高且总黄酮的得率与用80%乙醇提取相当,但考虑到乙醇与丙酮相比,具有无毒安全,廉价易得的优点,故提取溶剂选用80%乙醇。 2.3 超声提取工艺的优选 2.3.1 样品溶液的制备与测定分别精密称定干燥并过60目筛的含羞草粗粉9份,每份20.00 g,以80%乙醇为溶剂,按正交实验表中所选取的因素水平分别进行超声提取。分别吸取一定量含羞草超声提取液于10 ml 量瓶中,添加80 %乙醇溶液使体积约为5 ml,按照上述绘制芦丁标准曲线的方法,依次加入亚硝酸钠、硝酸铝和氢氧化钠溶液,混匀,用80%乙醇稀释至刻度。静置20 min后测定吸光度, 计算 样品中总黄酮的含量。 2.3.2 正交设计通过正交实验,以芦丁的含量为考察指标,通过紫外法对超声提取方法进行正交实验,以优选出最佳提取工艺。选用l9(34)正交方案,以超声时间、超声次数及溶剂用量3个因素,每个因素3个水平设计实验方案。结果见表3~4。表3 考察因素与水平(略)表4 正交实验设计及实验数据(略) 2.3.3 超声提取最佳工艺 从表4中的直观分析可以明显看出提取的最佳组合为a1b3c3,即用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次,10 min/次。 2.4 分离纯化工艺优选大孔吸附树脂diaion hp-20特别适合对黄酮苷类化合物的富集分离,因此本实验采用大孔吸附树脂diaion hp-20对含羞草黄酮粗提物进行分离纯化。具体操作为:取药材1 kg,干燥后粉碎过60目筛,按照以上最佳工艺进行超声提取,得到的粗提物经真空薄膜浓缩至体积减半,加2%活性碳室温超声脱色2次,20 min/次。抽滤,除去滤渣后继续真空薄膜浓缩至无醇味,得提取物。用大孔吸附树脂diaion hp-20进行湿法装柱(色谱柱:6 cm×80 cm,柱体积:450 ml),以水、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、乙醇溶剂系统进行梯度洗脱,控制洗脱流速为5 ml/min。分别收集不同浓度的乙醇洗脱液。将各部分洗脱液进行真空薄膜浓缩、后转移至旋转蒸发仪中真空浓缩至干燥粉末,计算得率。同时按照上述的紫外法检测总黄酮的含量。结果见表5。表5 大孔吸附树脂分离纯化实验结果(略) 由表5可看出,用中等浓度40%乙醇洗脱效果较好,总提取物得率达到43.48%,总黄酮含量可达到87.38%;从洗脱情况看,总黄酮主要集中在40%~60%乙醇洗脱部位,水洗脱部位经理化检测发现除含少量的黄酮外,还含有较多的多糖等大极性化合物,可将这部分弃去,而20%乙醇、80%乙醇及乙醇洗脱部位相比之下则含少量的黄酮类成分。因此,按照以上方法对含羞草总黄酮粗提物进行分离富集与纯化,收集各洗脱部位,将40%~60%乙醇洗脱部位合并,进行真空薄膜浓缩后即可得到总黄酮提取物,经紫外测定总黄酮的含量达到76%。 2.5 最佳提取纯化工艺 由实验得到最佳提取纯化含羞草总黄酮的工艺:新鲜含羞草干燥后粉碎过60目筛室温超声提取提取液真空薄膜浓缩至体积减半浓缩液加2%活性炭室温超声波脱色2次抽滤除去滤渣脱色液继续真空薄膜浓缩至无醇味上大孔树脂diaion hp-20柱用水及乙醇混合溶剂梯度洗脱分别收集洗脱液将40%~60%乙醇洗脱液合并减压浓缩至干干浸膏样品检测含量成品。 3 讨论 本实验选用芦丁作为对照品,因为芦丁是黄酮化合物中比较有代表性的一种,其b环的3,4-邻二酚羟基部位发生紫外吸收,可以通过测定芦丁对照品的吸收度,从而求算供试品中总黄酮的含量。这是总黄酮含量测定实验中比较经典的方法。 通过实验证明,提取含羞草中总黄酮的最佳工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次,10 min/次。 本实验采用大孔吸附树脂diaion hp-20分离含羞草中的黄酮类成分,选择不同浓度的乙醇溶液进行洗脱,得出40%乙醇溶液洗脱效果较好,总分离物得率达到43.48%,总黄酮含量达到87.38%。另外水洗脱部位得率较高,含少量黄酮,还含有较多的大极性化合物。在用大孔吸附树脂分离含羞草总黄酮时,可先用水洗脱,除去大量的大极性化合物,减少影响,再用40%乙醇进行洗脱。 现代 药理研究表明,黄酮类化合物在心血管系统、内分泌系统和抗肿瘤方面具有明显的药理作用。含羞草总黄酮的药理活性未见深入研究。本文利用大孔吸附树脂分离纯化含羞草总黄酮,为进一步研究含羞草总黄酮的药理活性,更好地开发利用含羞草资源奠定了基础。 化工工艺论文:高职应用化工技术专业化工工艺类课程改革探索 应用化工技术专业化工工艺类课程体系主要包括有机化工工艺、无机化工工艺、精细化工工艺三大部分。无机化工工艺涉及氨、硫酸、磷酸、纯碱、烧碱等无机产品的生产工艺:有机化工工艺涵盖了烃类、c1—c4系列(甲醇、乙酸、丙烯腈、芳烃等)等有机产品的生产工艺:精细化工工艺则主要介绍染料、涂料、胶黏剂、颜料、表面活性剂等精细化学品的生产工艺。 一、课程现状 目前多数高职化工工艺类课程的授课方式以教师的理论讲授为主,学生被动接受,对知识的感性认识不足;教材内容组织结构固定,不能体现地方化工企业工艺岗位群的知识需求,无法与地方化工企业主打产品的工艺形成良好对接:课程评价方法多以终结性的理论考试为主,考完就忘,谈不上对知识的理解运用。对此,为更好地贯彻“以服务为宗旨,以就业为导向,走产学结合的发展之路”的高职办学指导思想,形成能力本位的课程模式,笔者认为有必要对高职应用化工技术专业化工工艺类课程体系进行改革。 二、课程改革的思路 l.精选内容,整合课程,自编教材 本着高职教学“以应用为目的,必需够用为度,加强针对性实用性”的方针,建议将三门课程的传统内容进行整合,形成一门新的综合性化工工艺类课程,自编授课教材, 课程内容的选取以适应行业企业的需求为原则,.注重与学生职业能力的良好对接。具体实施上:①对院校周边各化工企业进行调研,广泛听取企业或行业专家的意见。②大量收集毕业生的就业反馈信息,明确化工工艺岗位群的知识需求。③最终以区域经济发展和学生就业为导向,确定有机、无机、精细三种工艺内容的比例。教材中可适当加入企业文化、企业工艺技术发展过程等内容的介绍,为学生提供就业面试信息的同时,兼顾学生职业道德和人文素质的培养。 2.完善校内外实习实训基地建设,增大实践教学比例 应用化工技术是典型的工科专业,就业岗位对实践技能的要求远远超过理论知识,化工工艺作为专业核心课程,是培养和锻炼学生实际动手能力的重要平台。因此,必须有完善配套的校内校外实习实训基地进行实践教学,尽可能地实现工艺生产过程的再现,让学生接触实际的生产工艺流程。基于化工行业的特殊性,在校内建设真实的工艺生产流程是不实际的,所以校内实训基地的建设可以单元操作模拟、仿真实验室为主,最重要地还是要多发展校企合作企业,与企业密切接触,大力发展“厂中校”,加大现场教学的力度。 3.改革教学方法与手段,实现“项目引导,教、学、做一体化” 教学方法上,课程整合后应由理论向实践逐步倾斜,注重专业技能的培养,使教学方法和模式更加符合技术应用型人才的培养目标。可综合采用动画演示、视频播放、仿真教学、现场教学等多种方式。如一些危险性较大的生产工艺,可采用视频播放和仿真教学的方式;其它工艺过程,在客观条件允许的情况下,尽可能地采用现场教学模式,以增强授课内容的直观性。具体教学实施过程,可将同一产品的生产工艺作为一个项目,充分利用校内外实习实训资源,理论教学与实践教学同步进行,或在完成理论教学之后,立即进行相关的实验或实训,理论与实践穿插进行。学生根据自己的就业倾向,可重点选修某些工艺项目,提高学习和就业针对性。 4.优化教师资源配置,提高授课效率 在教学团队的组成上,做到专兼职教师合理搭配。一方面充分发挥专职教师课堂理论教学的优势;另一方面,充分利用企业兼职教师丰富的实践工作经验,配合课程的现场教学。 5.建立合理有效的学生考核体系 新的课程体系、教学内容、实施手段必须有新的考核方式与之匹配。应改革传统的期中、期末考试制度,建立理论考试和实践动手相结合的学生评价体系。应重视学生的学习过程,在保留一定比例理论考试的基础上,引入实地流程讲解、流程设计分析、小论文、仿真操作等考核方式,将实践技能的学习与考核和谐统一。 三、课程改革的意义 通过对三门工艺课程的整合,削枝强干,提高了教学内容的实用性和针对性,学生学习目标更加明确。自编的综合性工艺教材,便于体现工艺类知识的整体性和联系性,启发学生对比认识不同工艺的特点,形成合理、互通的知识结构和认知结构。 “知识+技能”的全方位考核方式可弥补部分学生理论基础较差的现状,增加其学习的信心和动力。 校内外实践基地的建设,将理论教学、仿真训练、现场参观、实际操作融为一体,实现了“教、学、做一体化”的教学模式。理论知识和实践技能有机结合,增强了学生对生产工艺流程的感性认识,加深了对知识的理解,学习效率和教学效果大大提高。教师在组织和实施现场教学的过程中,有机会参与企业的各项生产经营活动,一方面提高实践能力,重构教学能力,提高双师素质:另一方面更加了解现代企业需要怎样的技术人才,使教学更加具有目的性、实用性。 课程体系的改革,使学校与企业的联系更加紧密。企业在为学校提供实习实训基地的过程中,可与学校签订“订单式教育”协议,共同参与选拔学生、组织教学、考核上岗等一系列教育教学活动,围绕企业生产实际需要进行有效的量体裁衣,满足企业发展对专门人才的需求,节约新员工人职培训的时间和成本。学校在此过程中,有利于找准自身在当地经济社会发展中的地位和作用,提高高职院校的社会服务能力,增强职业教育的生命力。最终实现行业企业与高职院校相互促进,区域经济与高职教育和谐发展。 化工工艺类课程作为应用化工技术专业的核心课程,其课程体系和内容的改革,是提高该专业人才培养质量的重要手段,是实现高职教育产学结合人才培养模式的关键,势在必行。 化工工艺论文:化学工程中化工生产的工艺解析 化学工程中化工生产的工艺解析 1 引言 化学生产工艺是化学生产过程中一直处于开发状态的技术,化工工艺的开发与发展在近年来更加火热,主要原因在于化工生产常常造成一定范围内的污染。随着人们对环保理念的关注,化工生产的工艺受到了挑战。以往化工厂的污染问题一直得不到彻底的解决,污水化学残留物的排放,给人们的生活带来了很大的影响。化学生产造成污染,从很大程度上是其生产工艺存在问题。因此,为了解决其污染问题,并在一定程度上提高其生产效率,重点就在于改善其化学生产工艺。 2 我国化工生产的现状分析 我国工业的几大主体:机械工业、煤矿工业以及化学工业。化学工业之所谓成为工业的重要组成部分,其重要因素在于化工生产能够在很大程度上满足人们生产与生活的需要,从而推动了我国的工业以及农业的迅猛发展。化学肥料是目前我国农业农作物的主要肥料,在很大程度上维持着我国农业的发展与稳定。然而,由于化学生产过程中必然会产生化学废物,造成一定范围内的污染,尤其是排放的废水以及废渣,成为了自然中的主要污染源。从目前我国的化工厂的化工生产分析,总体上处于一种以牺牲能源以及环境为基础的化工生产。具体分析如下: 化工生产的效率不高;我国工业发展存在一个共同的弊端,主要在于其生产的效率不高。在化学反应过程中,主要由于生产环境以及生产设备的不过关。例如在进行化学肥料的生产过程中,反应器皿往往无法达到反应温度。从而使反应不充分,造成废气以及废物的产生。不仅如此,反应不充分,造成的最大问题在于反应后生产的化学产品合格率太低,无法满足人们的生产以及生活的需要。最为严重的是,不充分的化工生产,造成巨大的能源与资源的浪费,从而大大降低了化工生产效率。 化工生产造成自然环境污染严重;化工生产是目前我国主要自然污染的源头之一,尤其是重金属的生产与化学反应。在化工场附近的废水检测中的结果显示,废水中的重金属严重超标,造成水源的污染,从而影响土质,造成自然环境的失衡。此外,对于化工生产过程中造成的废水与废物,化工厂为了节约成本等原因,而采用直接排放的方式,将污水以及废物直接排放到自然中,造成了大范围的污染。 化学工程中,连续的化工生产环节不连贯,造成整个工程的连续性不佳,工程的进度容易受到影响,尤其是当整个生产环节出现脱节的时候,就会对化学工程造成很大的影响。而化工生产环节中,出现的影响,其主要原因也在于生产工艺的不合格。 综上所述,目前我国化工生产的主要现状为生产效率不高,防污染环节不重视,没有专门的污染处理系统以及化工生产的不完善等。这些问题,一起阻碍了我国化学工业的发展。 3 我国化工生产工艺解析 从上文中,对于我国目前的化工生产过程中,存在着主要的问题就在于我国的化工生产工艺还不是非常完善。针对这些存在的问题,化学的生产工艺需要有哪些改进呢?在化工生产过程中,采取哪些最新的化学生产工艺能够降低化学生产所产生的污染呢? 首先,化学生产过程中,提高反应条件以及反应环境。反应条件是化工生产中最为重要的环节,为了达到高效生产,提高生产效率,减少废料的产生,反应条件是最为关键的因素。因此,提高化工生产效率的最为关键的因素就在于加强化学生产过程中的反应条件。催化剂以及反应所需条件一定要达到所需标准,才能保证在化工生产过程中,高效生产,并减少废物的产生。其中,废物包括废水、废气以及废渣。保证这些废物不直接排放到自然环境中,就能保证化工生产的相对环保。 其次,化工生产过程中,并非只是提高产品生产的环境,更应该能够提供废物处理的程序以及治理系统。目前,我国规定,有毒物质以及重金属是绝对不允许直接排放到自然环境中的。此外,还包括我们经常看到的废气,这些都应该经过适当处理后才能进行排放。废水的排放一般要采用化学综合的化工工艺。其原理很简单,主要是通过化学反应中最基本的原理,将废水中的重金属通过沉淀的方式,使其沉淀,从而减轻其危害性。此外,废气的处理应该在排气的中部以及顶部,都设置一出废气处理系统,这些装置可以将废气中的有毒气体以及废气中的粉尘过滤,从而保证排放到空气中的气体符合国家要求的标准。 最后,真正从化学工程中的化工生产工艺技术入手,工艺技术是指从不同的反应原理以及反应条件进行分析与探讨。例如制造氧气的方式就有很多种,那么哪种方式才是最为简单、效率高并且更适合化工生产呢?当然,在不同的环境下,对于生产的原料以及方式都是可以随机改变的,并能通过改变来进行适应性生产,从而提高化学生产的效率,并实现高效以及绿色生产。 总之,化工生产工艺的提高,应该从当前的现状分析,找出生产环节中的弊端吗,从而大力发展化工工艺。 4 结语 以上分析主要探究化学工程中,化工生产的工艺问题。化工生产在环保以及节能减排等多个主流理念的影响下,开始不得不提高其生产工艺。传统的生产工艺以牺牲自然环境为代价,生产大量的化工产品。虽然这些化工产品对于我国农业以及整个工业的发展都起到了非常重要的作用,但是合理生产、绿色生产才是工业发展的基础。化工生产的工艺亟待提高,因此出现最新的化工生产技术以化工生产工艺,旨在能够在提高生产效率的同时,并能满足节能减排以及环保的要求。如果生产工艺无法真正实现环保与节能减排,那么也可以开发化工后期的环保处理工艺。总之,最大限度提高化工生产工艺,从根本上解决化工生产中的问题,实现合理化生产。 化工工艺论文:关于化工污水工艺处理流程的实验与分析 摘 要:利用气浮-水解酸化-sbr组合的工艺去处理含有8000mg/l的ss与5000mg/l的codcr的高浓度的废水,完全可以有效地除去ss、n、codcr和p。出水的指标完全符合《中华人民共和国污水综合排放标准》的二级排放标准,它还有着剩余污泥少比较少,耗费成本比较低等特点,本文根据实际工程案例用大量的数据分析和探讨了采用气浮-水解酸化-ubf-sbr工艺处理硫酸卷曲霉素生产废水的有效性。 关键词:水解酸化 抗生素废水 序批式活性污泥系统(sbr) 抗生素的工业产生的废水它的最大特点就是污染物浓度高、残留的抗生素大都具有很强的生物毒性,加上它的色度大、组成成分比较复杂,很多年以来一直困扰着工业废水处理行业,它属于典型的难以处理的污水类型。本文总结了北京万邦达环保技术股份有限公司在一些重大污水处理工艺中的具体案例,采用气浮-水解酸化-ubf-sbr工艺处理高浓度抗生素废水,分析了在不同的工艺处理条件下的处理效果。 1 工艺流程 在工艺流程中为了确保生物处理环节的有效性,再加上工业污水的水质复杂不均以及ph值变化过大,所以在工艺设置上,多采取中和调节-沉淀-气浮预处理的工艺流程来降低ss浓度和调节ph值的大小。通常还根据工业废水的污染物杂质的浓度过高,导致了可生化性逐渐降低的趋势,我们选择了水解酸化的工艺流程以便有效地提高废污水的可生化性,为提高后继的处理环节中污染物的除去率目的。 2 工艺选择 2.1 气浮药剂用量 经过一些学者的实验和研究,目前已经出现了很多种的气浮药剂,据试验的数据显示,这些药剂处理高浓度的抗生素工业废水的能力都得到了很高的ss与codcr去除率,国内的有些学者才用分散型水介质阳离子pam处理ss浓度68500mg/l,codcr浓度50000mg/l硫酸庆大霉素制药厂所产生的废水,ss与codcr的去除率分别高达到98.7%和75.9%。与它不同的是本工艺流程处理中对气浮药剂的选用是采用聚合氯化铝和阳离子型的pam。聚合氯化铝配制浓度为1%,pam配制的浓度为0.03%,将配置好的聚合氯化铝分别加入浓度200mg/kg, 150mg/kg,100mg/kg,把pam分别加入浓度为10mg/kg,5mg/kg,3mg/kg,然后进行气浮药剂的实验,测定出、进水中ss和codcr浓度。 2.2 水解酸化 水解酸化工艺流程主要是通过对控制污水的酸度、停留时间将厌氧消化反应控制在酸化和水解阶段。它是利用产甲烷菌与产酸菌的世代周期、ph值以及生存环境等条件的不同,经过水解酸化的不断处理,流出的工业污水中那些较为难以分解的一些大分子就会逐渐降解为一些比较容易分解的小分子颗粒,从而确保了抗生素生化毒性的降低,保证了废水的可生化性提高的可能。本文阐述的水解酸化的工艺流程中设置了2个5m×5.3m×5.3m的反应器,他们的有效容积达到120m2;每一个反应器底部3.4m~1.5m处设有xy型弹性的药剂填料层,填料占空间占整个反应器容积的40%左右,当水解酸化的反应器里面布设了填料,既可以通过挂膜的方法,进行废水的上流过程中所产生的水解酸化程度的不断提高;同时还可以阻留和过滤细小的轻质杂质污泥,从而大大降低了出水cod浓度、ss以及污泥的流失率。然后通过2台抽水泵的运行,不断地向2个反应器中注水,让气浮后的工业废水能够在水解酸化的反应器中长时间的停留,停留最佳时间为分别为26h、13h、6.5h。然后在测定出、进水中的nh3-n、bod5、codcr浓度以及出水中的所有的有机挥发酸(vfa)的浓度。 2.3 sbr负荷 sbr工艺流程具有厌氧与好氧两个过程不断交替进行,它的优点是耐冲击负荷性能强、脱氮除磷处理效率高、各工序可根据水量、水质灵活调整,无须二沉池、占地省、工艺流程简单、造价低等特点。它主要是用于那些间歇排放以及小流量污水处理工程。高浓度的抗生物废水通常都是采用好氧-厌氧等多种方法进行联合处理,好氧性反应器的主要作用就是进一步地处理那些在厌氧环节中出水,使其能够达标排放标准。本工艺流程中对sbr采用了2个5.2m×6.3m×5.4m的反应器,他们中最大的有效容积为125m3;污泥的浓度高达2000mg/l;排出比为35%。排水1h,沉淀1h,进水1h,通过不断地加入自来水或调节池的储水,就可以调节进水cod浓度分别为1500mg/l,1000mg/l,通过调整操作的时间分别是8h,6h,4h,可以调整污泥负荷0.05kgbod/kgss·d~0.2 kgbod/kgss·d,测定在不同条件下出、进水的nh3-n、bod5、codcr浓度,以确定sbr对负荷的承受能力。 3 结论 运用气浮-水解酸化-sbr工艺处理硫酸卷曲霉素是切实可行的,不同负荷处理结果表明系统抗冲击性能较好。本工艺较适宜的运行条件为:气浮工艺pam浓度5mg/kg、聚合氯化铝浓度100mg/kg;水解酸化反应器废水停留时间13h;sbr反应器污泥负荷为0.14kgbod/kgss·d。在此参数下运行,出水水质能够达到cod 150mg/l、bod5 50 me,/l、nh3-n 20mg/l。 化工工艺论文:化学工程中化工生产工艺思考 摘要:这个世界是由不同种类的化学物质组成的,我们的衣食住行中处处都可见化学品的影子,我们依靠这些化学物质来使生活质量进步,从而带动社会继续发展。在化学生产的过程中,化学品的生产属于非常重要的环节,所以本文是从化学工程的角度出发,对化学生产中的工艺技术方面进行解析,对化学生产工艺未来的发展走向加以探讨。 关键词:工艺;化学工程;化工生产 在我们目前所接触的工业中,化工是非常重要的一个步骤,虽然不像航天事业那样惊喜动魄,也不如军事可以直接用来保家卫国,可是化工却能渗透到很多行业中,其中很多都是足以值得我们骄傲的行业,化工通过提供优良以及合适的材料,来促进社会发展和科技的进步,起到基石的作用。本文主要是以化工生产作为入手点,将生产化学物品的新工艺融入到化学工程里,以寻找到更加安全环保的方法为目的,以便研制出更多又好又新的材料。 1目前化工行业中所存在的问题 作为中间环节的化学生产工艺作用非常重要,直接关系到产品的纯度、原材料的利用率并要严格控制环保,确保无污染物排出,无论什么时候都要确保人民的生活环境质量,这也是衡量国家化工行业是否发达的一个重要的参考准则。我国在化工行业的发展起步有些晚,所以亟待解决的问题也相对比较多,最主要突出的就是环保方面的问题。 1.1目前我国的化工生产率比较低 世界各个国家的工业都在迅速发展着,所以存在的问题也就更加突出,我国目前的化工产业在产率方面与发达国家的差距比较大,而在化工生产时,对于压力以及温度的要求比较高,也就是说在生产过程中所使用的生产设备要非常达标才可能有较高的产率。举例来说,比如我们在生产肥料时,器皿温度是否达标是一项很关键的因素,而我国目前的反应器皿大多都无法达到理想的温度状态,温度不足会导致化肥在生产时反应进行的不够充分,导致废料产生过多,即对原材料是种浪费,也会污染环境。而更严重的事情是,由于生产时反应不充分,会直接导致产品合格率很低,无法达到生产所需要的条件,造成了能源以及资源方面的浪费,这直接导致目前化工产率较为底下的现状。 1.2化工厂的环保能力低下 在进行化工生产时,如果环保的能力较低,则会直接导致空气以及环境污染。这也是造成我国污染严重的罪魁祸首之一。像印刷、造纸、印染、重金属以及纺织业都属于污染环境较为严重的行业。这些行业的废水检测结果,一般都是重金属超标非常严重,对环境造成的危害不可估量,从而严重影响人们的衣食住行,也影响了我国的环境污染指数。这些重金属污染型废水的排放会严重影响我国人民饮水的质量以及土壤的质量,使得生态环境失调。 1.3不能使化工生产过程连续化 众所周知,连续性的生产过程无论在哪个行业都能极大地节省人力财力,同时又能最为充分地利用资源和能源。但我国的化工行业却存在化工生产过程连续性不好的问题。生产过程可能会因为连续性不佳而造成生产过程的中断,使得整个生产过程脱节,对化学品的成品质量造成极大的危害,并造成原料的浪费,这也是化工生产中最容易出现问题的环节。 2关于化工生产工艺的研究 我国工业是由化学工业、机械设计制造工业和煤矿工业组成的。而化学工业是其中最为重要的组成部分,因为化工工业与人民的生活密切相关。我们吃的粮食是有糖类等碳水化合物组成的,我们穿的衣服是有纤维或者尼龙等化学品制成的,我们用的工具更是由化工材料做成的。 2.1努力改善反应环境和条件 作为化学工程中的起始工作,反应环境和反应条件对化工生产过程的产率起着很大的作用。尤其是反应条件,它既关系着反应是否能顺利进行,又关系着化工生产过程产率的问题,反应条件好了,自然可以达到高效生产,减少废弃物的产出,提高原料产率。综合以上原因,为了能够达到高效生产我们最应该做的就是加强化工生产过程中的反应条件。催化剂能够有效地缩短反应时间,降低反应能垒,增加反应的速率。 2.2合理处理废弃物 在化学品的生产过程中,反应条件和反应环境固然重要,但废弃物的处理也很重要。我们国家是一个资源大国同时也是一个人口大国,使得人均资源占有率很有限,为了以后子孙后代的发展,我们不能走先污染后治理的道路,应该合理处理好废弃物。我国现行的法律规定,化工生产过程中产生的重金属和有毒污染物一定不能直接排放到江河湖泊中。另外,对有毒废气也要经过处理才能排放到大气中。被污染水质的排放应该严格采用化学原理对其进行化学处理,等到指标合格后,才能通过专用渠道,排放到自然环境中。比较简单的则是通过基本反映,利用沉淀的方式,将重金属离子转变为化合物沉淀下来,使其危害性降到最低。而废气则应该在排放装置的中部和顶端设置有效的废气处理系统,过滤掉有毒的粉尘和气体,之后再排放到空气中。 2.3优化化工生产的工艺技术 除了这些工艺以外,我们还要真正改善化工生产中的工艺,对化工反应的一系列的反应条件和反应原理进行研究。例如,乙烯的合成方式有很多种,可以裂解石油品也可以将乙醇脱水,还可以将长的碳链断裂成短的碳链。出现多种方式时,我们就需要研究哪种方式更为节省能源,哪种方式的原料来源更广,怎样的工艺流程设计能取得最大的经济效益以及最高的产率。不同的原料,所需要的化工原料和生产方式都是不一样的,我们需要针对不同的情况采取不同的工艺流程,使得这些流程能更好的适应工业化生产,来提高化工生产过程的有效性并且达到绿色环保高效的目的。 3结论 在化学工程中,化工生产是很重要的过程,只有保证在化学生产过程中的有效性,使化工生产的工艺达到设计的要求,同时也要提高生产设备水准,增加在生产过程中的利用率,提高产量。要将小的化工厂进行合并,组合成规模比较大、在处理污染方面更有能力的化工厂,同时也要提高化工生产工艺的水平,使工艺在进行过程中可以最大程度的连贯起来。 作者:吴艳鹏 化工工艺论文:化学工程中的化工生产工艺 摘要: 化学工程其实就是指一系列的化学生产活动,在现代的环保减排理念之下,化学工程的整个过程应该节能减排和低碳环保。也正是随着这些理念的出现,一系列新型的化学工艺以及加工生产技术逐渐走进化学工程当中。综合生产效益和生产效率的两个点,化工生产应该在环保化的基础之上促进高效化发展。将对化学工程中的化工生产工艺进行全面的分析。希望对相关技术人员有所启发。 关键词:化学工程;化工生产工艺;化工技术 目前,化学生产工艺在化学生产中的发展一直处于开发阶段,而化学工艺的研发在近几年却变得逐渐火热起来,其护腰原因还是因为化工生产在一定程度上对我们的自然环境造成了污染。随着节能环保和低碳生活理念的持续火热,人们对环境的关注度也越来越重,因此,化工生产就应该及时做出改变。在过去,化工生产的污染排放问题一直得不到科学合理的解决,化工废料污染的排放,给我们的生活环境造成了较大的污染。 1我国化工生产的现状 机械工业、煤矿工业和化学工业是我国三大工业主体。之所以化学工业能够成为三大工业中的一部分,其主要原因就是因为化学工业能够生产出大量我们生活所需的物件,能够最大限度的满足人们的生活需求,进而推动了我国农业和工业的进一步发展。肥料是支撑我国农业不断发展的基础要素,在很多程度上维持这我国的经济水平稳定。但是,在化学生产过重,势必会产生一定的化学废料并对周围环境造成一定范围的污染,尤其是化工企业所排放出来的“三废”。 1.1化工生产效率较低 我国三大工业存在一个相同的问题,那就是整体生产效率较低。而在化学工业这方面,其主要的原因就是因为生产环境较为恶劣,再加上化工生产设备存在质量问题。例如,在生产化学肥料时,反应器皿往往不能达到正常化学反应所需的温度,进而导致化学反应不充分,最终导致废气问题出现。另外,如果化学反应不充分,那么最终形成的化学产品合格率就比较低,难以满足人们生活的使用需求。 1.2对自然环境污染较为严重 化工生产可以说是我国目前最为严重的污染源之一,尤其是重金属和化学废料的污染。从化工厂附近的水源当中抽取检测发现,水中的污染物严重超标,进而导致水源受到污染,间接影响到周围的土质,导致范围内的环境出现失衡问题。另外,化工企业为了节约生产成本,违反国家的环保法律,直接将一些化工废料排入到自然环境当中,进而造成大范围严重的化工污染。而在化学反应过程中,化学生产的连续性较低,进而导致整个化学工程反应迟缓,工程的进度受到严重的影响,进而导致整个生产环节出现脱节现象,这就会导致化工生产受到较大的影响。而导致脱节问题出现的主要原因还是应该化工生产工艺不合格所导致的。简单来说,我国的化工生产主要存在生产效率低、企业环境保护意识差“、三废”处理不科学和化工生产技术低下等问题。也正是这些问题的存在,严重阻碍了我国化工生产的发展。 2降低我国化工生产污染的措施 从分析我国化工生产现状发现,我国的化工生产技术和环境还不是很完善,各个工作环节都还存在缺陷。而针对这些问题的特点,我们就应该对化工工艺进行改进,而从化工工艺角度来看,我们又应该从哪几个方面做起呢?笔者经过实践工作总结了解,要想降低化工生产中的污染问题就必须做好以下几点: 2.1优化反应环境,强化反应条件 反应条件是化工生产中最为重要的环节,为了达到最高效的化工反应,提高生产效率,降低废料的出现量,反应条件就必须做到最好。所以,提升化工生产质量的关键点就在于提高化工生产中的反应条件。所使用的催化剂必须在一定反应时间之后才能够使用,进而保障生产过程中的高效性,降低化学废料的产出量。 2.2做好废料环保处理工作 目前,我国法律明文规定,化工生产中产生的重度污染物不能直接排放到自然环境当中。另外,还有我们常见的废气,这些化工生产废料都应该在经过处理之后才能够进行排放。化工生产废水的排放必须采用化学综合的方式来对其进行处理。其工作原理非常简单,就是通过化学反应的原理,将废水中的重金属物质通过沉淀的方式过滤出来,进而降低废水的污染度。 2.3从化工生产技术入手 只有从化工生产技术入手,才能够从化工生产根本上解决环境污染问题。例如,生产氧气的方式有很多,那么哪一种生产方式才是最有效和最环保的呢?因此,我们应该针对生产环境的不同,选择科学的生产方式,对于原料的选择更是应该灵活应对。 3结论 化工生产中的工艺问题还有待进一步的研究,更多的技术点还有待进一步的强化,自然和化工生产之间的平衡点我们还未找到,因此,则应该更加努力的加强研究,对传统化工工艺进行优化。 作者:罗泽鹏 刘森 都颖 刘思乐 单位:沈阳化工大学科亚学院化学工程系 化工工艺论文:石化工业节能工艺技术发展分析 0引言 石化工业在我国所有重工业行业中,是能耗较高的行业,近年来,随着化工领域内节能技术的不断发展,化工行业的能耗已经开始逐渐降低,呈现出一个良好的发展势头。但是当前整体的能耗降低水平与发达国家相比还存在一定的差距,我国化工产业技能技术的改进与发展还有不小的空间。 1石化工业节能工艺技术 石化工业节能工艺技术是当前石化工业企业转型升级的重要途径。很多的石化工业企业都在致力于对节能工艺技术的研究与开发,通过一系列新型节能技术的投入使用,大大的降低了成本的同时,也降低了能耗,实现了双赢。目前我国石化工业节能工艺技术处于不断升发展阶段,但是在节能技术领域的探究还无法与发达国家相比,因此还需要很长的一段发展时间。2015年作为“十二五”规划的最后一年,也是“十三五”规划最关键一年。目前石油和化学工业规划院开展了《石油和化工行业“十三五”规划前期研究》。研究提出,未来化工行业要以化工新能源、新材料等为主要发展方向,着力提升产业的国际竞争力和可持续发展能力。所以说,总体上还是朝着节能工艺的方向在发展。随着数据化、智能化的不断推进,也必将影响到化工工业,传统的化工生产制造方式将发生颠覆性变化,从技术到市场各个领域都将发生一定的变革。 2石化工业节能工艺技术发展进展 化工工业技能技术通过上面的阐述,我们已经了解到当前化工行业的大致情况。下面笔者将举例阐述石化工业节能工艺技术的发展。 1)环氧氯丙烷新技术。来自于齐鲁石化公司氯碱厂所研发的环氧氯丙烷高温氯化法环化新技术,这一项技术在工业应用中取得了一定的成功,已经通过了中石化集团的技术检定,该项技术相关的设备装置优化了操作,同时提升了环化反应收率,污染以及能耗都得到大大的降低,该项技术曾引进日本的生产技术,同时结合其它国家的技术,通过多年的不断研究与实验,对原有的技术设备进行升级改造,使得技术指标得到一定程度上的改善,为化工工业做出了一定的贡献。 2)聚丙烯新技术的改进与发展。由山东东明恒昌化工有限公司自主研发的真空回收和低温精馏丙烯回收工艺技术,达到了国内领先水平。该项技术经过一定的改造与升级后,大大降低了聚丙烯的生产成本,并且提高了设备的安全系数,降低的污染与能耗,除此之外,操作便捷也是其一大优势,综合起来让这一技术成为集合环保效益与经济效益为一体的优势技术。 3)无动力氨回收技术。在化工生产过程中,合成氨的节能降耗是很多企业所关心的问题,中科院理化技术研究所利用深冷原理开发出了这套技术,其最大的特色就是不需要额外动力合成氨,该项技术目前已经在一些企业中得到了推广与使用。这是中科院理化研究所经过多年研究出的成果,他们进行了大量的实验与调研,不断的尝试,最后总结出不少技术经验。这项技术投入使用,适合合成氨企业的合成氨回收效率得到提高,降低了成本,每年至少多出几百万的经济效益。 4)新型合成氨新型催化剂的研究推进。合成氨工业企业除了面临上面所提到的回收问题,还有很多其它方面的问题,例如对于高效氨合成催化剂的开发与应用问题,就是当前合成氨企业技能减排的一个大的方向。由浙江工业大学等研制出的新型氨合成催化剂Amo-max-10型氧化型等催化剂,投入使用后,取得了良好的反响,被广泛的运用在国内很多的合成氨企业。 5)异丙醇胺制备新技术。这项技术目前有南京宝淳化工有限公司自主研发的技术,对提高我国烷醇胺生产工艺水平和质量的提高有着重要的意义。并且在生产过程中有着较为显著的节能节水效果,也降低了能耗,作为一项节能环保的新技术帮助企业提高了生产效益。从以上阐述我们能够看出,当前我国化石工业的节能技术正在不断的推进与发展,很多的企业致力于对节能技术的运用,在很大程度上为化工型企业降低了生产成本,提高了生产效率,这对化工企业来说是好事。但是从上面的阐述我们也能够发现,当前我国化工业的节能工艺还需要得到进一步的发展,突破性的进展并不是一朝一夕的事,需要在不断的研究与实践积累的基础上。 3结语 化工业作为我国重工业的刚需行业,在发展中的节能减排问题成为化工行业所面临的一大难题。随着近些年化工业节能工艺的不断进步与发展,我们从中看到了很多能够提升的空间,技术改进后,大大实现了节能减排目标的同时,也产生了新的经济效益,为化工企业的“双赢”局面做出了一些贡献,当前化工业的节能工艺还需要持续不断的加大研发与运用的力度,才能让我国的化工业更上一层楼。 作者:岳雷 单位:湖南省岳阳县第一中学 化工工艺论文:化工工艺课程教学方法和实践探讨 近些年,世界高等教育格局和形势日新月异,尤其是自美国兴起的MOOCs席卷全球,其影响力逐步扩大。在新形势下,如何进行传统的工科教育,比如化学工程与工艺专业的教学,已经成为广大的高等教育工作者必须要思考的问题。而且,中国在经历了十几年的高等教育大发展,其主要的贡献有目共睹,但同时其中的弊端也日渐显现。首先就业形势的逐年恶化,尤其是一些传统的学科,由于设计专业的高等院校较多,每年有大量的毕业生进入加剧了求职的难度。其次,学生学习热情的下降。由于多年的连续扩招,大学已经走下神坛,学生们的质量也变得良莠不齐,特别是对于省属院校,由于自身的教育资源和生源质量处于相对的弱势,教育效果和质量更大大折扣。因此如何在实际的教学实践中进行改革和探索,提高学生的专业认可度和学习热情,受到各个高校的普遍重视[1,2]。化工工艺学,作为传统化工学科的专业课,其课程教学任务量大,信息量丰富,理论要求高,与实际生产联系密切,是化工专业的必修课,对于毕业生今后的工作具有重要的指导意义。然而,在新的高等教育发展形势下,传统的化学工艺学的教学实践显然已经无法满足目前的形势和总的课程设置。比如,目前专业课学时数相对压缩,课程内容大幅精简,导致学生在学习中难免出现盲人摸象的现象。再比如,尤其学生数量的大幅增多,如何保证良好的教学质量变得更加重要。 1教学形式改革—先实践后课堂 课程的教学不再是单纯的课堂内容灌输,而是先进行工厂实践,实地考察化工企业,对于工艺流程有简单清晰的具体认识,将大大提高课堂讲解的效率,有利于提高学生的兴趣。 2教学顺序改革—先设计再讲解 将典型的工艺流程放手交给学生设计,考察学生的实践效果以及基本化工原理的掌握情况,然后再进行有的放矢的指导和讲解,使得课堂教学深深植根于实际生产。 3教学手段改革—借鉴MOOCs的优点 大力提倡网络信息化教学,拓展教学的思路和深度,使得学生学习不仅仅局限于课堂,而是结合平日的资料搜索和自我学习,尤其是借鉴和引入国外优秀的教学课程和教学资源,提高学生学习兴趣和积极性。 4教学内容的改革—增加典型工艺的历史教学 比较典型的化工工艺流程,比如合成氨工艺,具有百年的发展历史。如果在课堂引入该工艺的历史教学,将极大的激发学生学习热情,而且有助于拓宽学生眼界以及解决问题和发现问题的思维能力。此外,对于合成氨类的典型工艺采用点—线—面结合的授课方式,首先分段讲解各个工艺,比如原料气—氢气的制备工艺,然后将整个工艺穿成主线,最后丰富整个的工艺流程,从而使学生对于整个合成氨工艺,甚至包括制氢、压缩、循环工艺等流程有深入而细致的了解。 作者:尹振 刘秀军 高建 单位:天津工业大学环境与化工学院 化工工艺论文:化学工程中化工生产工艺分析 1当前化工生产的主要问题分析 众所周知,化工生产在我国占有非常重要的地位,对农业生产等起到了很大的作用,不过我们也不可避免地看到当前化学工程中化工生产过程中的工艺也存在着一些问题,需要引起我们的重视。 1.1化工生产效率有待提高 由于我国很多化工生产都一味追求“量”,而忽略了对“质”的要求,就造成了化工生产的效率低下问题的存在。这不仅和化学反应的生产设备有关,而且还和化学反应的环境是分不开的。比如,在生产化学肥料时,反应器皿往往无法达到反应温度。从而使反应不充分,造成废气以及废物的产生。同时,还存在着反应不充分的问题,反应的不充分一方面造成了产品不能满足人民的生活生产需要,而且对资源也是极大的浪费。 1.2对环境造成污染和破坏 目前,化工生产是环境污染和破坏的一个重要原因,尤其是有毒有害气体以及重金属的排放。在化工生产中,很多企业都是为了节省成本,对有害气体和重金属超标的废水随意排放,不仅造成空气、水的污染,而且对土质也带来了破坏。在我国很多城市的周边都出现了河水的严重污染,甚至影响到了居民的日常用水。 1.3生产工艺不合格 另外,当前化工生产中工艺的不合格也是一个非常普遍的现象。这是因为,在化学工程中,连续的化工生产环节不连贯,造成整个工程的连续性不佳,工程的进度容易受到影响,尤其是当整个生产环节出现脱节的时候,就会对化学工程造成很大的影响。而化工生产环节中,出现的影响,其主要原因也在于生产工艺的不合格。 2有效加强化学工程中化工生产工艺的分析 从上文中可以看出,化学工艺的不完善使得我国化学工程中化工生产存在着一些问题。下文笔者就将结合这些问题提供一些行之有效的加强措施: 2.1改善化学反应的条件及环境 在化工生产中,化学反应条件是一个至关重要的影响要素,如何有效改善化学反应条件是提高生产效率、减少废料的产生的重要条件。因此,在实际生产中,务必要按照相关的标准对催化剂等所需的条件做严格检查,对于不达标的坚决不能用于化工生产。同时,产生的化学反应废料不要直接排放到自然环境中,以保证化工生产能处于一个相对良好的环境中。 2.2依据实际情况对工艺进行调整 对生产工艺的改善,并不是仅仅从反应条件入手,是要对不同的反应原理等都做深入的分析和研究。以制造氧气的工艺来分析,我们要仔细考虑采用哪种工艺才能生产中高效、利于投入生产的氧气呢?当然,在不同的环境下,对于生产的原料以及方式都是可以随机改变的,并能通过改变来进行适应性生产,从而提高化学生产的效率,并实现高效以及绿色生产。 2.3对化工生产产生的废料进行合理处理 对化学工程中的化工生产来说,产生废料是不可避免的,而如何合理地对废料进行处理,开发出有效的程序及治理系统,则需要我们去仔细进行考虑。当前,有毒物质以及重金属在我国的相关的法律中有明确的规定,不允许直接排放到环境中去。因此,对于废水来说,要经过相应的废水处理工艺,将水中的重金属采用沉淀的方式使其沉淀,这样就避免直接排放到环境中从而带来危害。而对于废气的处理,要在废气的中、顶部设置废气处理过滤系统,这些过滤系统可以将废气中的有毒气体以及粉尘等过滤掉。在废水和废气经过处理后,还应该对处理的水、气按照相关的标准做出检测,使其满足国家相应的标准后才允许排放到环境中去。 3结语 综上所述,传统化工生产所带来的以牺牲自然环境为代价的生产工艺已经不能适应当前“可持续发展”、“节能减排”和“环保”的理念,需要对其进行改进,大力发展绿色生产。在实际生产中,我们要依据生产的实际情况对工艺进行改进,敢于尝试和采用新工艺和新技术。即使生产的产品不能满足节能减排等的国家要求,也要对后期的处理工艺进行改进,从而在最大程度上降低因化工生产工艺不合理所带来的环境污染和破坏,从而实现绿色生产。 作者:王杲 吴晶 单位:浙江省天正设计工程有限公司 化工工艺论文:催化裂化工艺化学工程论文 1引言 催化裂化具体的工艺过程是为实现特定的操作条件服务的。在一定程度上也限定了操作条件的调整范围。但就反再系统来说,操作条件就包括诸多方面,如温度、剂油比、停留时间、催化剂的预提升与预提升介质、油气与催化剂的接触、两者的混合与流动、两者的分离、反应的终止、催化剂中油气的汽提、催化剂的性能以及催化剂的再生条件等。尽管操作参数众多,但平时可调整的却屈指可数,有些参数,反再系统工艺路线已经确定,也就基本确定下来,不能再调整或无法调整了。 2操作条件的影响 催化裂化在接近常压的低压下操作,在这个压力范围内压力对热力学的影响微乎其微。较低的烃分压有利于裂化,不利于生焦,因而是有利的。最小总压取决于后续分离系统,目前在300l(Pa以下。烃分压可以通过喷入水蒸汽的方法来降低(一般喷入水蒸汽的量占进料的1~5%),也可以将一部分轻烃气体打循环,但循环量需要根据具体的经济性来确定。 3焦炭燃烧动力学 催化裂化焦炭的收率一般在4~8%之间。在再生器的典型温度条件下,富氢化合物要么挥发,要么裂化成可挥发性组分和焦炭。催化剂再生所需要的时间主要由焦炭的较慢的燃烧速率决定。焦炭燃烧的活化能约为147kJ/mol。催化剂焦炭含量为1%、燃烧后烟气中的氧含量为1%催化剂焦炭含量为1%、燃烧后烟气中的氧含量为1%,烧焦时间与温度之阃的函数关系如图1所示。该函数关系非常重要,因为它确定了催化剡的总量与再生器的大小。减小再生器的大小与催化剂的总量很重要,原因有两个:FCC再生器在整个装置的造价中占有很大的比重,减小其大小有利于降低装置的投资;减少催化剂总量,不仅有利于减少操作费用,而且还有利于根据原料与产品的变化迅速改变催化剂。FCC装置是一个“热平衡体系”,热催化剂为裂化反应提供了部分热量。FCC装置的热平衡与催化剂的活性、原料性质、原料的预热和反应温度有关。此外,热平衡还与再生烟气CO2/CO的理想比例有关。焦炭燃烧的一次产物有CO、CO2和H2O,CO与CO2之比是温度的函数。CO与O2反应生成CO2是自由基反应,在有固体存在的条件下反应速率会减慢。如果烟气中含有过量的空气,则只要一没有固体就会燃烧。到目前为止一直是这样。为了促进CO的燃烧,现在都加含有Pt等贵金属的助燃剂。使CO转化成CO2也可以通过提高反应温度来实现。CO均相燃烧生成C02的活化能较高,约为293kJ/mol,在空气充足的情况下,在7000C以上CO可以完全转化。从热平衡的角度,达到7000C以上的再生温度毫无问题,但是再生器的材质和催化剂限定了最大再生温度。催化剂在高温条件下容易烧结,也易于水热失活。当然,如今的催化剂可以保证在高达850℃的高温条件下不会造成烧结破坏,但水蒸汽的老化作用要求温度要比该温度低得多。设计者在迸行反应器设计时,在降低再生温度以减小水热失活与提高再生温度以减小再生器大小之间权衡。另外一个减小催化剂水热失活的方法是采用两段再生:在第一段,在较低的再生温度条件下,进行富氢焦炭的再生;二段在较高的温度下操作。燃烧所需的停留时间是根据等温反应计算得到的,而FCC再生器并不总是等温的,尤其是催化剂颗粒温度不均匀。再生过程中质量传递的影响要降低到最小,以便催化剂颗粒内部温度不超过气相温度。燃烧过程中的扩散控制是反应速率快造成的。扩散速率是催化剂颗粒直径的平方的函数,而反应速率则是温度的函数。颗粒直径需要在200岫1以下,再生器才能在6500c以上操作而避免颗粒内部产生高的温度梯度。固定床反应器的最小颗粒为1mm,移动床反应器的约为3mm,只有流化床反应器的催化剂颗粒直径小于200μm。对于焦炭收率很低的情况,可以考虑采取稀释空气、由此降低绝热温升的方法保护催化剂。这种方法理论上可行,实际操作过程中空气量太大,有一定的问题。 4结语 本文介绍反应的压力、温度、停留时间和催化剂的再生等的影响,对于进一步了解催化裂化工艺相关设计问题具有一定帮助。
现代机械制造技术发展概述:浅谈现代机械制造技术与工艺的应用研究 摘 要:近些年来,机械制造相关的技术正在不断改进,与之相应的机械制造工艺也获得了提高。现代的新式机械制造技术在本质上运用了一体化的机械制造手段和方式,有助于节省成本的同时减少劳动消耗。从机械制造工艺的角度来讲,机械制造工艺符合新时期的技术进步趋势,在此基础上也确保了机械制造的整体效果提高。由此可知,机械制造技术的更新和改进符合新时期的技术趋势,有利于企业获得良好的经济实效。因此对于机械制造的相关工艺和技术而言,有必要明确现代机械制造的工艺流程和技术方式;结合机械制造的现状,探求现代工艺的具体应用。 关键词:现代机械制造技术 相关工艺 具体应用 经济进步的趋势下,现代机械制造也逐步展现了独特的技术优势。相比于传统技术,机械制造的现代化技术可以为企业创造更高的经济收益,因此也受到了更多企业的认可和接受。现代性的机械制造具体包含了网络技术、信息传感技术、自动化管理技术等,因而具有多学科融合的基本特征。企业为保障自身综合实力的提高,就应当致力于改进传统流程,运用现代性的制造工艺来提高生产效能,同时杜绝制造过程中的偏差[1]。机械加工及制造通常涉及较复杂的多个流程和步骤,因此相关人员有必要熟练新时期的自动化加工手段和制造工艺,通过全方位的技术改进来体现技术优势。 1 机械制造工艺的技术特性 在企业生产中,机械制造工艺是不可缺少的。相比于传统制造工艺,现代机械制造体现了先进性的特征,与此同时也具有灵活高效、清洁度高以及能耗低的工艺优势。由此可见,新时期的机械制造不仅包含了最基本的工艺技术,同时还包含了产品制作、产品研发、开拓市场等各个环节[2]。现代机械制造从本质上来讲应当构成整体,这是由于机械制造工艺融合了很多学科的基本原理。具体而言,机械制造的现代工艺和技术具备如下的特性。 首先,现代机械制造工艺包含了多学科的技术,因此具有综合性特征。从现代意义上讲,现代机械制造摆脱了传统工艺限度,在更高层面上确保了机械制造流程的统一性。企业若能适当运用现代化机械制造方式,那么就可以保障综合实力的提升,服务于企业生产实效的提高。 其次,机械制造的现代工艺技术具有全球特征,符合了新时期的全球化趋势。在一体化进程的推酉拢各行业都面对剧烈的市场竞争,为适应一体化,企业就有必要做出技术层面的转型。相比于发达国家,我国现有的机械制造工艺仍缺乏完善性。作为机械制造企业而言,应当从根本上转变认识,尝试接受并认可现代的新式机械工艺。 第三,现代机械制造与网络具有紧密的联系,体现了统一的生产流程。面对剧烈的行业竞争,企业为获得自身的优势,就需要从全面的角度入手完成技术转型。机械制造技术整合了制造成本、制造产品的耗时、产品质量控制等多层要素,在此基础上构建了统一的结合体,这样做有利于整合原本分散的机械加工流程,确保企业获得优良的机械加工质量[3]。 2 具体的技术应用 机械制造行业具有独特的性质,这是由于机械制造包含了多层面的综合性内容,因而也有利于适应新的技术形式。在应用层面上,机械制造工艺与技术包含了如下要点。 2.1 集成化和信息化技术 从机械加工角度来讲,企业若要通过加工得到优质的机械产品,那么有必要运用集成的信息化技术来确保实现。机械制造的现代化系统正在经历转型,在这个时期也逐步引入了智能制造、集成制造和柔性制造的新方式。在网络的辅助下,集成化机械制造有利于保障全局操作的精确性,同时也融合了产品设计、机械设备生产、机械零件装配、产品检验和销售等不同的环节。在信息网络的支持下,信息化机械生产流程体现了更强的集成特点,进而构建了智能化的自动式机械加工体系[4]。 2.2 改进机械加工的方式 特种加工工艺集成了化学能、热能和光能等不同的能量形式,在能量集成的基础上还运用了新式的超声波加工以及电解加工。在技术进步的驱动下,机械制造领域也逐步开始运用新型材料和新式加工工艺。从现状来看,特种加工技术已经运用于新时期的机械加工,从而体现了特种工艺的独特优势。例如:对于耐热的硬质合金、金刚石或者淬火钢等材料,如果运用传统的流程是很难予以加工制作的。然而,特种加工的手段却可以顺利完成对于硬质材料的制造加工。近些年来,机械加工领域还诞生了水射流加工的新模式,这种工艺尤其适用于加工细小精密的硬质材料。 2.3 引进新型机械设备 企业如果要顺利运用现代机械加工及制作,那么首要的前提就是引进机械制造的先进设备和机械。这是因为,高效精密的机械制造仪器有助于提升生产效率,也可以为企业带来成本的节省。例如最近几年,现代化机械加工的相关企业逐步开始运用五轴数控的高精度铣床、集成电路的数显仪和超重型龙门铣。这些先进的大规模设备在很大程度上有助于节省人力操作,企业也能由此加快机械制造的整体速度,有利于改进工艺。 3 技术发展的整体趋势 从技术趋势来看,机械制造技术改进的关键点就在于自动化。对于机械制造的工艺领域,一体化的人机技术、集成技术以及智能技术都在迅速扩展,此外还包含了柔性制造的工艺方式[5]。运用自动化技术,有利于在加工流程中随时调整原先的工艺步骤,从而更加符合机械加工的整体规划。在网络化的帮助下,机械制造中的自动化工艺还会进一步更新。对于机械产品设计、筛选加工原材、零件主体的制造和加工、市场销售等都会继续加以改进。总之,自动化技术的诞生有利于构建企业密切交流的新渠道,保障企业顺利实现机械制造管理。 机械制造通常涉及很多流程和环节,在这些步骤中如果能运用虚拟化的机械制造方式,那么就能在本质上缩短加工流程,与此同时也显著降低了投入机械制造的总成本。虚拟技术主要用于检验工艺合理性、优化产品制造流程。由此可见,虚拟技术可以用于检验机械制成品,通过不断调整现有的制造技术,就能优化机械加工。在产品制作周期缩短的同时,企业也能借助虚拟技术的手段来调整物流、落实过程化管理并且保障生产安全。 4 结语 在转型阶段中,机械制造工艺和技术也应当随之改进,只有不断加以完善才能适应现今剧烈的行业竞争。对于机械制造行业而言,在引入新式机械制造技术时应当依照因地制宜的基本思路,确保引入的新式工艺符合自身的生产特征。在运用新技术的基础上,机械制造以及加工行业应当符合网络化、信息化和集成化的基本宗旨,确保企业获得优良的市场竞争实力,从而完善日常生产的流程。然而截至目前,企业在运用现代机械制造手段的过程中并没有达到完善,有待长期改进。在未来实践中,机械制造的相关人员还需要不断摸索经验,进而服务于现代机械制造工艺的整体质量提高。 现代机械制造技术发展概述:现代机械制造工艺及精密加工技术 摘要:随着社会经济与科技水平的不断发展,我国的机械制造业也在不断的进步和发展,同时机械制造业存在的问题也日益突出,而传统的机械制造模式已经不能适应现代社会的发展。因此,本文将从现代机械制造工艺与精密加工技术的几个方面进行分析和探讨。 关键词:现代机械、制造工艺、加工技术 现代机械制造工艺在我国的发展中起到尤为重要的作用,在我国建设过程中,机械制造工艺是需要现代化机械设备进行生产的工艺技术,提高机械制造工艺技术可以促使我国在日后的建设中更加具有发展优势。而精密的加工技术在机械制造工艺中是非常重要的技术手段,提高和完善现代机械制造工艺的重要技术就是精密加工技术,它能够促使我国经济建设更加快速发展,并具有非常重要的义意。 一、现代机械制造工艺和精密加工技术的特点 1.关联性 机械制造工艺与精密加工技术两者之间相互联系,通过两者之间关联性的特点,发展两者之间存在诸多关联部分,如开发产品、制造工程、制造加工、调研等,有关这些方面的关系都非常密切,必须确保各个环节的准确性,一旦发生问题,都会受到不同程度的影响。因此,需要在其关联性的特点上不断的提高技术制造效益。 2.系统性 机械制造的产品的设计、开发、加工制造等方面都需要一个完整的体制,这样能够清楚的了解机械制造工艺与精密加工技术之间具有一定的系统性。随着科技的快速发展,两者之间的系统性需要做好全面的掌控,这样有利于现代机械制造业的进步和发展,才能提高机械制造的生产效率。 3.全球性 随着经济全球化的快速发展,我国的诸多经济领域逐渐的与国际接轨,经济全球化的发展已经成为我国社会经济发展的重要趋势。在经济全球化的发展的背景下,市场竞争愈加激烈,我国机械制造业为提高企业在国内与国际市场的竞争力,顺应时展,积极引入先进的机械制造工艺与精密的加工技术,加强企业内部的科技投入,培养综合性素质人才,研发出适合自身企业发展的制造工艺与精密加工技术,促进我国机械制造业的可持续性发展。 二、现代机械制造工艺 1.气体保护焊焊接工艺 机械制造工艺中的气体保护焊接工艺主要是通过电弧作为能量,把气体当做被焊接物的保护介质。在进行焊接的过程中,电弧的周围会产生气体的保护层,将熔池及电弧与空气相隔绝,有效的预防有害气体对焊接的影响。同时保o气体也可以稳定电弧,使其得到充分的燃烧。通常情况下,二氧化碳则是最普通的保护气体,二氧化碳的化学性质非常稳定,非常容易获取,成本较低,在机械制造中使用率很高。 2.螺柱焊焊接工艺 螺柱焊焊接工艺是保障螺柱的一段能够接触到板件或管件的表面,直到接触面出现融化的现象,加大螺柱的压力完成焊接。它的主要焊接方式由储能式与拉弧式。这两种方式都属于单面焊接,其中储能式大多使用于薄板焊接,拉弧式大多适用于重工业的焊接。螺柱焊焊接工艺在焊接的过程中不会出现漏水漏气等问题,使其得到广泛的使用。 3.电阻焊焊接工艺 电阻焊焊接工艺主要是由被焊接物紧压在正负电极之间,并对物体进行通电,借助电流的作用使被焊接物的表面及周围形成电阻热效应对金属进行加热,使金属融化,并与另一段金属相互融合,从而形成电阻焊焊接工艺。这种焊接方式在施工中具有加热时间短、焊接质量高、生产效率高、过程简单、无污染等优势。但这种焊接方式也存在缺点,如焊接耗能高、维修成本高、设备成本高。而该焊接工艺通常使用在航天航空、医疗设备、军事、汽车等高端技术的精致行业中。 4.搅拌摩擦焊焊接工艺 搅拌摩擦焊焊接工艺最早是在上个世纪90年代初期,由TWI焊接研究所研制的,被誉为FSW。在上个世界90年代末,这种工艺对航空、建设、车辆等具有重要的影响。而这一工艺技术在焊接时仅需要焊接的搅拌头,非常资源和材料。 5.埋弧焊焊接工艺 埋弧焊焊接工艺则是在焊剂层下燃烧电弧来进行焊接,它有半自动与自动的区别。自动的埋弧焊接只用于焊接,而移动电弧和焊丝需要专门的机器运送。而半自动的埋弧焊接,它的移动电弧和焊丝需要人工手动输送。因此,在发展中几乎被淘汰。在选用埋弧焊焊接工艺时,需要特别注意焊剂的碱度、选择等,这是最能体现电流种类、冶金性能、工艺性能的重要等级技术标准。 三、精密加工技术 精密加工技术主要是为了达到常规精密加工技术很难达到的高精度的加工。它主要的加工技术包括精密切削技术、超精密研磨技术、微细加工技术,下面将分别对这三种精密加工技术进行分析。首先,精密切削技术,这种技术主要是利用切削手段来完成精密切削。由于零件、机床容易受外部因素的较大影响,目前大多使用微控制、超精密定位等方式来实现精密切削加工技术;其次,微细加工技术,目前诸多的高新科技产品的它的零部件体积较小,相关的属性和运行的频率较高。因此,大多地区和国家都会使用超微细的离子技术,这样才能够进行高新科技产品的电子零部件的制作;最后就是超精密研磨加工技术,对于普通的抛光、研磨等方法是很难满足当今复杂电路的基本硅片的需求。因此,研发超精密研磨技术尤为重要,它的主要技术包括化学机械研磨、线修整固体研磨等一系列的精密加工技术。由于超精密研磨技术具有较高的加工精度及设备较为简单等加工优势,因而在机械制造业中被广泛的应用和认知。 四、机械制造工艺及精密加工技术的重要性 在我国的机械制造领域中,机械制造工艺与精密加工技术发挥着至关重要的作用,广泛的应用在开矿、冶金等各个方面,并位于核心位置。随着科学技术的不断发展,现代机械制造工艺与精密加工技术也逐渐走向世界,越来越受到各个国家、各个行业、各个领域的重视和关注。随着社会的不断进步,在很大程度上加快和推动了机械制造工艺及精密加工技术的发展,使其在历史的发展长河中不断取得巨大的飞跃。使机械制造工艺与精密加工技术能够在我国工业发展中,起到更好的促进和推动作用。随着科技的不断发展,机械制造工艺和精密加工技术形成一个良好的循环,这样在我国经济的长远发展中能够起到强有力的推动作用。机械制造工艺及精密加工技术是将一切理念与规划变为实体的必要途径,也是发展的重中之重。除此之外,我们也要充分的意识到机械制造工艺及精密加工技术的在实际的机械制造过程中,发挥出来的重要价值,它是整个机械制造业的核心,对产品的生产过程、质量、性能、生产效率等都起到了尤为重要的作用。 综上所述,现代机械制造工艺及精密加工技术是有利于加快机械制造行业快速发展的核心,这需要我们高度的关注和重视。在经济全球化发展的背景下,要想使机械制造业拥有更加广阔的发展空间和将强有力的市场竞争能力,必须要不断研发、引进、改进新型的机械制造工艺及精密加工技术,并能够使其能够合理的使用到机械制造业中,从分发挥自身的最大价值,使其能够更好的为现代化加工事业与机械制造业发展和服务,从而促进我国经济的快速发展。 现代机械制造技术发展概述:现代机械制造工艺与精密加工技术深析 摘要:当今时代,无论是国家与国家的竞争,还是企业与企业之间的竞争,信息科学技术水平已经成为最重要的竞争要素之一。尤其在工业制造生产中,企业所掌握的科学技术信息水平直接关系着其生产效率的高低,关系着竞争实力的强弱。可以说,信息技术水平的高低是一个国家综合实力的重要体现,是一个企业竞争能力的表征。在企业制造发展方面,机械制造工艺与现代信息技术精密加工技术的结合,已经成为当今世界机械制造领域竞争的重要课题。基于此,本文从实际工作背景出发,探讨研究工业企业中机械加工工艺与信息精密加工技术的融合发展。 关键词:机械制造行业;制造工艺;精密加工技术;应用情况 当前来看,我国第一产业发展稳定,第二产业快速腾飞。在这种发展前提下,机械制造业迎来巨大的发展空间和前景。尽管一二产快速腾飞,但受制于薄弱的基础、市场等多重制约因素,导致我国的机械制造产业仍然停留在“中国制造”领域,“中国创造”实力还相当薄弱。由于创新能力不强,导致我国机械生产的产品市场替代性强,淘汰率高,长远发展的后劲不足。探寻“中国创造”困境的根本原因,其中很大程度上还是我国工业发展观念相对保守和封闭,对于传统制造工艺和技术手段盲目固守不与时俱进引进新的技术。加强技术的与时俱进,就要求我们要拥抱新的信息技术时代,加强现代机械制造工艺与精密信息加工技术的融合发展,要求我们要客观分析,科学学习和借鉴国外发达国家在这方面的经验做法,再结合中国经济发展的实力稳步发展进步。 1.现代机械制造工艺与精密加工技术的特点分析 随着我国国民经济的不断发展和进步,各行各业都需要相应的机械设备来维护它的不断持续发展,这就要求这些机械设备的质量必须得以保证。更通俗的来讲,就是机械制造行业的发展深深影响着其他行业的发展和进步。 1.1关联性特点 现代的机械制造业属于一条龙的流水制造工艺链,每一个环节之间都存在着密切的联系,这就要求企业制造者一定要对每一个环节加以重视,在分清主要矛盾的情况之下还要搞清楚主要矛盾的主要方面,始终保持谨慎性,与此同时更重要的就是要做好生产过程监督工作,以便于在发现问题之后可以及时找到根源所在并解决问题,这一项特点不仅仅是对于机械制造业而言,对于其他产业的发展也是极为重要的一个特征。 1.2系统性特点 看似简单的机械制造业其实在整个开发过程当中是非常复杂的一个系统工程,从最初的研发到最后的销售每一个阶段都是一项相对独立的工程。而且每一个阶段所需要的专业技术手段也是不同的,由此可见,机械制造业所涵盖的相关知识范围是极广的。 1.3全球化特点 近些年来,世界经济不断发展并逐渐连为一体,这种全球性的关联性不仅仅体现在产品的销售范围方面,更体现在技术共享方面。在这一行业当中有非常多的厂商,每个厂商之间的制造是相互独立又互相关联的。相互独立是因为每个国家所生产的产品是不同质的,他们生产的产品大多都有自己的特色,不同厂商的产品之间是存在一定差异性的,就如同之前所讲的关联性一样,它体现在产品的质量、功能以及销售等各个方面。但是关联性又体现在他们的基本功能等方面是存在很大联系的。要知道,经济全球化越是发展这一特点就愈加明显。 2.现代机械制造工艺与精密加工技术的应用分析 2.1关于现代机械制造工艺的应用分析(以焊接工艺为例) 2.1.1气体保护焊工艺 在生产过程当中,工人们难免会由于工作而受到伤害,最常见的便是由于二氧化碳等气体而被灼伤,为了避免这一现象的发生,现在提倡使用气体保护焊工艺。由于许多学校也开设了工程基础训练课程,大多数的学校会选择使用这种方法避免学生们受到伤害。在进行焊接时主要通过另一种介质来进行,在电焊的过程当中这种介质会产生一定的保护气体,阻止二氧化碳等有毒气体的流出,它不仅仅可以让焊接工艺完美的进行下去,还可以保护人们不被受到伤害,可谓是一箭双雕。 2.1.2电阻焊工艺 之前说给大家介绍的这种工艺方法是一种粗糙的制造方法,只适用于一些基础的入门工程,在现代等各种精密仪器的制造过程当中往往是不被使用的。为了解决这一弊端,市场上又出现了一种新的制造工艺,叫做电阻焊工艺。它是通过正负电流的压力来进行焊接工作,应用这种焊接手段制造出来的工艺产品是非常精致的,不存在较大的缺陷,而且还可以节约大量的人力和物力资源,对于许多规模较小的厂商而言是一个非常不错的选择。但是对于规模较大的厂商而言这种工艺方法显然不可取了,根本原因就是制造成本较高,会浪费大量的财力资源,无法实现大多数企业所追求的成本最小化和利润最大化的目标。 2.1.3搅拌摩擦焊工艺 这种焊接工艺具有较长的发展历史,知道目前为止仍然被广泛的应用于铁路以及飞机等各个大工程当中,具有很高的应用价值。这项技术之所以能够受到市场的青睐,最终的原因便是因为他所耗用的成本是很低的,可以有效提高各厂商的经济效益。而这项技术在前几年引入到我国的机械制造当中,对我国现代机械制造工艺的不断发展奠定了坚实的基础。 2.2关于现代精密加工技术的应用分析 说到现代精密加工技术,大家可能最熟悉的便是纳米技术,这项技术也得到了不断的推广和应用,由于日常生活当中的许多产品都是运用这项技术而完成的,因此会被大家所熟知。当然除了这项技术外,还有其他一些精密的技术手段,比如超精密磨研、微密加工等等,被越来越多的厂商所采用,大大提高了工业制造的生产技术水平。 2.3浅谈微机械技术 首先第一种技术便是微机械传感技术,它必须要有特别高的精准度,才可以符合各厂商的要求。在这一总概念之下又有众多的技术分支,各有各的特点和功能,根据厂商的不同需求所选择采用,但他们的运作原理都是一样的,并不存在较大区别。其次便是微机械使用的材料技术,这种技术的发展应用历史相比较其他技术而言是比较长的,在早期各厂商通常会采用硅来进行这项技术的使用,但随着时间的不断推移这种材料技术愈发显现出了它的弊端,于是各厂商便开始寻找新的替代材料,最终发现镍是一项符合要求的材料。最后要给大家介绍的便是微机械的制造工艺技术,可以说这是一项比较综合的系统工程,它所涵盖的知识范围是极广的。 3.结论 经过以上的阐述,相信大家对于当今现代机器制造行业的制造工艺以及精密加工技术手段所拥有的特点都有了一个大致的了解,同时也对于其在发展过程当中存在的一些题以及相应的解决方法措施也有了一个基本的认识。要知道,如果要想实现从“中国制造”向“中国创造”的根本转变,最重要的便是要坚持技g手段的创新和升级,虽然我国的制造业比较发达,但与国外先进国家相比却存在着较大的差距,为了缩短这一差距并超赶其他发达国家,从真正意义上促进我国现代机械制造行业的不断发展和进步,我们必须要从技术手段的升级这一方面来下手,从而不断提高我国的综合国力。 现代机械制造技术发展概述:现代机械制造工艺及精密加工技术的应用研究 摘要:在经济的快速发展下,传统的一些技术已经不能满足生产的需求,使用现代机械制造工艺和精密加工技术可以更好地推动机械制造行业的发展。本文立足该技术和工艺的特点,对其应用进行了研究。 关键词:现代机械 制造工艺 精密加工技术 应用研究 机械制造行业在经济发展的背景和科学技术不断提升的背景下,有着较大的发展空间。但是,传统的一些机械制造工艺和技术已经跟不上社会的发展需求,需要在技术和工艺上进行变革,引入现代化工艺和精密的加工技术,使其更好地为制造行业提供帮助。 一、现代机械制造工艺和精密加工技术的重要性 现代机械设计是一个宽泛的概念,工艺、结构、材料的设计都是其中的内容。在机械设计上,传统的方法和技术已经不能满足现代机械产品发展的需求,因此需要采用新的科学理论和相关的方法来进行技术和工艺上的变革,以此来应付在机械设计上遇到的种种难题。 随着社会发展的加快,相关机械制造的技术也需要提升,而产品的产生需要利用制造工艺把设计转换成成品,在进行转换的时候,相关的制造技术和精密加工技术,决定了实现的效果。在这个过程中,技术和工艺的不同也会使得所生产的产品不一样。 二、现代机械制造工艺和精密加工技术的特点 (1)系统性。现代机械制造是一个重大的工程,在使用现代机械制造工艺和精密的加工技术时,还会配套使用现代传感和计算机、自动化技术,除此之外,还需要新工艺、新方法、新型材料和管理方法的辅助和投入使用。因此,整体有着较强的系统性。 (2)关联性。现代机械制造工艺不仅在机械的制造过程中发挥作用,提高制作的效率、降低成本,同时在产品的设计、研发甚至售后等各个环节都会有着较大的作用。 (3)全球化。在经济快速发展的背景下,全球化的发展是一个主要的趋势。为了适应这种变化,企业也要主动和国际先进的机械制造工艺和精密加工技术进行接轨,加大研发的力度。 三、现代机械制造工艺和精密加工技术的应用 1.现代机械制造工艺的应用 (1)电阻焊焊接工艺。电阻焊接工艺的主核心是电的利用,通过对被焊接的物体进行通电操作,使其在电流的作用之下在表面产生溶化的现象,最终相互产生黏合,形成一个整体。这项工艺技术是一个传统的技术,但是效率高、质量高、效果好,应用十分广泛。 (2)保护焊焊接工艺。保护焊工艺属于热源焊接工艺的一种,它以气体作为保护的介质,一般常用的气体是二氧化碳。利用二氧化碳气体的隔离保护功能,为电弧提供一气体状态的保护层,避免电弧和空气之间产生互相的干扰,从而影响焊接工作的进行。这类工艺通过对有害气体的阻隔保证了焊接的质量,同时还促进了电弧的充分燃烧。 (3)埋弧焊焊接工艺。埋弧焊工艺属于燃烧电弧工艺的一种,这种燃烧一般在焊剂层进行,有半自动和自动两种类型。前者依靠人工来完成电弧的移动操作,并且要依靠机械设备来输送焊丝,人工程度较高,后者则会用一个专用的小车来完成电弧的移动和焊丝的输送,减少了人力资源的投入,节约了成本。 (4)搅拌摩擦焊接工艺。搅拌摩擦焊接工艺属于传统焊接工艺的,在使用上,它只对搅拌头进行一个焊接操作,除此之外,不对其他的材料提出更高的要求,因而适用范围很广。 (5)螺柱焊接工艺。螺柱焊接工艺主要运用了压力的原理,对螺柱进行施压,并在上面进行通电操作,使其熔化。螺柱焊接工艺一般分为拉弧式和储能式两种,但是它们都属于单面的焊接方式,前者在重工业当中用得比较多,后者则一般用在薄板的焊接时有着应用。 2.精密加工技术的应用 (1)精密切削技术。精密切削技术是一种直接的切削技术,在精密加工技术上应用广泛。在机械产品的生产过程中,提高产品的质量是一个重要的目标。如果使用精密的切削技术,那么就可以有效地减少机械产品在制造时对其他零件、工具的使用,节约了成本,同时还使得技术更加精良,避免在生产的环节出现粗糙工艺。 (2)磨具成型技术。在电子产品的制作中,会涉及很多的零件,当前这些零件大部分都是利用磨具成型技术来完成的,对于磨具的精度提高来说十分有帮助。 (3)超精密研磨技术。超精密研磨技术在电路基板的硅片加工集成中应用十分广泛,对于存储密度的提高有着重要的意义。 (4)纳米加工技术。纳米是一个新兴的产业,当前,这种技术已经可以在硅片上画出一个纳米宽的线,使得信息存储密度得到了较大的提高。 四、结语 现代机械制造工艺和精密加工技术的应用研究是推动机械制造企业在激烈的市场竞争下脱颖而出的一个重要帮助,加强相关的技术研究和应用探讨,可以更好地使得企业健康并且稳定地发展。
随着我国社会经济发展水平不断进步,人民群众的精神审美需求日益旺盛,传统艺术形式在新时代的创新演变与完善革新成为一项重要工作,其中以民间印染艺术的视觉传达设计为典型代表。二者的融合发展能够将视觉传达理论逻辑高效融入印染艺术的科学构建中,使受众获得更加优质的视觉体验与文化感悟,全面提升民间印染艺术的影响力、拓宽民间印染艺术的影响范围,为时代背景下视觉传达设计的融合发展与创新实践提供理论与现实依据,有助于民间印染艺术融汇众多优势时代审美元素与整体理论而大放异彩,为民族文化精华的长期存续注入极具生命力的鲜活血液。早在先秦时期,民间印染艺术就已形成相对系统的发展体系,社会各阶层民众能够在制度允许范围内利用其掌握的资源对织物进行染色,以此服务于该等级社会下的群众生活。而后又衍生出扎染、蜡染、夹染等相关染色工艺,并在不同地区形成各具特色的主流染色方式,带动多种色彩与图案元素的深度结合,强化了民间印染艺术的实践方式与实质成效,使其蕴含丰富的民族特色与文化魅力。视觉传达设计是以人类视觉功能为基础,借助图形、色彩、排版、语言等具有符号特性的二维空间要素,实现预期思想文化、意识价值、社会潮流等广泛传播的行为过程,兼具设计性与艺术性,能使观者获得强大的心灵与情感震撼。视觉传达设计在民间印染艺术中的全方面、深层次融合,能够为其提供色彩应用、图形构建、立体刻画等层面的滋养,带动自身美学价值与文化价值的切实增强。 其一,在民间印染艺术中融入视觉传达设计,能够有效提升色彩的层次特性,从而触发观者产生更强烈的色彩知觉。民间印染工艺中的染料色彩通常纯度较高,其色调浓丽,但其相对单一的色彩与模糊的层次一定程度上阻碍了民间印染艺术的广泛传播与应用,使其丧失了与现代化审美及相关产业体系的接轨与合作。而视觉传达艺术则能切实转变印染艺术传统的单一化色彩层次,并依托夸张特性的融合,呈现出更具视觉吸引力与冲击力的工艺品。同时,设计人员将视觉传达理论中的色彩搭配与应用作为民间印染艺术的设计参照,将厚重古朴的印染艺术与时代性美学逻辑相结合,共同促成受众群体淳朴、和谐心理状态的育化,有序营造社会的健康发展氛围,推动多种艺术形态的互生互促。 其二,视觉传达理论的应用能够将丰富的图形设计灵感注入印染工艺的现代化构建中,促进印染作品美学价值的不断提升。在传统社会环境中,人民群众普遍产生相对基础性的审美需求,进而确立了单一化印染图案在社会潮流中的主导地位,并在生产力持续低下的封建时代长期存续。自改革开放以来,随着社会审美格局的不断前进与视觉传达理论体系的持续发展,印染艺术从业者汲取多种设计技术与现代化美学理念,改变传统图案运用中直接选取自然景象并加以转化或叠加多种基础性元素的实践方式,通过解析传统印染版式中的图案造型,并融入时代框架下的审美与文化理念完成创新构建,从而打造凝聚时代风尚与人文魅力的艺术品,以获取更加强劲的发展动力。 其三,视觉传达科学的融入赋予民间印染艺术作品以更加立体化的视觉特征。相较于西方织物中的蕾丝、褶皱等立体化构造,我国传统印染艺术以二维的服饰裁剪及造型工艺为基础,结合当时社会文化生活的惯常审美与吉祥寓意,使织物在平面范围内具有更加充实丰富的美学意蕴。随着印染艺术与现代服装饰品结合程度的持续深化,客观环境下不断发展变化的群众行为与生活方式催生出对立体化生动印染设计的现实需求,相关从业者借助视觉传达领域的3D原理、计算机数据模拟等技术,以现代视觉科学理论为基础进行规范合理地创新设计,能够改变现有产品的呆板造型,使原本僵硬刻凿的图案结构充满新的生机,使服装饰品呈现更加灵动多变的整体形象,进而给观者留下更加个性化、魅力化的视觉印象。视觉传达理论体系能够为民间印染艺术搭建起由传统手工艺文化走向世界艺术大舞台的坚固桥梁,使充满东方美学特征的实践艺术散发出更加动人的风采,获得弥足珍贵的发展坦途。然而现阶段,我国民间印染艺术与视觉传达设计交互程度较浅,尚未形成二者融合发展、相互影响、相互促进的优良景象。在民间印染艺术视觉传达成效不断优化升级的过程中,受制于短缺的物质生活环境及落后的审美理念,印染色彩未得以及时开拓与更新,受此影响的部分民族地区仅能运用少数色彩搭配来参与织物印染与服装饰品的制作,既阻碍了民间印染艺术商业价值的持续增长,也使得大众产生审美倦怠,极大地削弱了产品的视觉吸引力与人文艺术展现力。如江苏南通地区民间印染艺术将蓝色与白色作为主要颜色,该种色彩搭配的长期使用使当地群众逐渐丧失对其的主观审美感受,不利于传统美学文化与手工技艺的稳定传承。同时该色彩搭配框架下的服装造型与饰品结构也处于持续的单一固化状态,极大地限制了区域群众审美思想与印染艺术创新创造能力的演进发展。当前,我国相对优质的物质资料生产技术能够改善民间印染艺术因生产力落后而产生的发展停滞局面,保障印染艺术从业者与设计师能够运用视觉传达设计理论创新传统工艺技术,并依托现实的文化体验与美学灵思为民间印染艺术注入时代精魂。 其一,民间印染工艺从业者应将视觉传达设计作为自身技能优化与产品质量提升的实践途径,全面改善印染艺术的表现力与审美价值。现代化生活方式在为人民群众提供便捷丰富生活资源的同时,也颠覆性地改变了大众在工作、学习、饮食、出行、娱乐等方面的选择倾向,以服饰制作供给为主要销售渠道的印染艺术也应紧密结合当前主流的生产生活与精神娱乐消费方式,借助色彩、图案等元素的创新搭配来强化最终产品所呈现出的优良质性与消费者使用感受,从而带动印染工艺技术的不断完善,全面提升产品的经济价值与社会价值,为传统手工艺技术的长期传承发展提供有利途径。如印染设计师应将织物印染最终产品的受众群体与使用场景作为参照,在整体考量图案造型风格的基础上,运用对比色或互补色完善视觉传达,依托强烈的冲击力或极高的协调度来适配穿戴者的整体情感与思想表达,使其在与周围环境的交互过程中呈现出别具一格且和谐交融的优良景象。同时,印染设计师还应将扎染、泼染等传统印染工艺的差别特性作为要素,赋予服装饰品以不同的灵魂与风格。其中,扎染需先用线绳对织物进行“扎花”,而后进行印染,打造以“花”为中心的多层次图案纹饰,使受众获得素雅端丽、宁静朴厚的情感体验,因而通常应用于服装搭配或房屋装饰等经典场景;而泼染则要求工作者将多色染料泼于或刷于织物上,其多将某一色彩作为主体色彩抽象体现核心场景,极具写意性的图案色彩显著强化了织物的视觉效应,扩宽了产品的受众范围,切实提升了民间印染艺术的人文内涵。 其二,民间印染工艺从业者需结合视觉传达理论,使消费者获得丰富多元的视觉体验。网络信息技术与社会生活的不断融合为传统印染工艺提供了更具活力的高质量发展指引,并在不断发展过程中形成诸多代表性视觉文化元素,深刻彰显出服装饰品的审美取向与情感特性,进而形成该技术领域的符号化视觉感受。相关从业者应充分利用符号的关联特性,为不同社会地位、职业属性、年龄阶层、性别及个性爱好的社会群体凝聚规划不同的视觉符号,在铸就各类别受众群体心理情感与共同思想文化取向的基础上,为其提供针对性的产品设计与服务,深化其与所述类别群体的适应性与共振性,进而以此为根基创建更加符合消费者心理需求的产品族群,切实强化产品视觉美感与吸引力。随着代表特定群体审美之视觉符号的持续运行发展,其将成为社会主流审美认知的组成部分,并不断吸引更多消费者融入其中,成为群体性社会文化与视觉体验的追随者,振奋多种传统民间手工艺技术的传承弘扬。以特定视觉传达性征为标志的民间印染工艺全方位展现出自身产业的人文性、艺术性定位,并成为相关服装饰品的品牌代表,甚至成为该类纺织品的代表性符号,从而潜移默化地贯穿于社会群众的生产生活中,进而成为群众生活必不可少的组成要素。以视觉传达为依托的民间印染艺术深切改善了社会各阶层群众的内在感受,为社会文化与艺术发展注入新动力,有助于产业实现高质量持续发展,为以民族特色为基础的市场价值的不断提振树立坚定信心。 其三,民间印染艺术应以视觉传达理念为参照,全面增强人文特性与实用价值,在世界范围内掀起以传统美学为主导的时代化美学潮流。传统工艺美学与现代时尚审美的显著差异催生出时代背景下“民族化时尚美学”的创新构建,民间印染艺术从业者应以深厚的民族思想与审美文化功底为基础,结合视觉传达理论体系中的现代化意识展现与情感外化思维,前瞻性地促成传统艺术与现代时尚审美的相互融汇,使其与时代发展步伐始终保持一致,为所在领域艺术文化体系与实践技能的永续传承奠定基础。具体落实到实践中,社会生活中以现代化大工厂为主的集约型印染技术的机械性、规律化特征磨灭了民间印染艺术的自主性、生活化特征与人文意蕴,以千篇一律的风格加重了高压生活环境下人们的视觉疲劳,无益于传统美学与时尚审美的融合发展。对此,印染设计师应汲取视觉传达设计理念,并创新渲染基础的几何图案,结合经典时尚元素与现代生活对便捷、美观的实际需求,在不同部位为其饰以明暗程度不同的色彩,并借助图案色彩的叠加、拼接等多种方式切实增强印染技术的实用特性与人文特性,切实彰显受众的个性意志与思想情感,为传统美学在现代社会的融入与普遍应用提供可行路径,进而掀起传统与时尚相结合的民族美学风潮。民间印染艺术是传统中式审美的重要组成元素,在长期发展历程中深刻影响着中华儿女的思想意识与审美取向,并成为中华民族的重要文化财富。时至今日,为切合时代发展的整体格局,顺应当前群众生活方式与社会文化环境,我国文化部门需着力推动视觉传达设计在民间印染艺术中的应用,助力印染设计师将更多美学元素与现代美学理论融入工作实践中,持续带动印染艺术实现创新发展,进而形成极具民族文化意蕴与时尚特性的设计思维,以融汇现代学科理论与传统工艺技术的印染作品切实强化群众精神体验,铸就时尚与传统融汇的优良成果,为新时期民族艺术的长久发展提供不竭动力。 作者:张正甜 杨明 单位:淮阴师范学院 美术学院
制造工艺论文:关于虚拟现实技术在水力机械制造工艺课程中的应用 论文关键词:水力机械 制造工艺 虚拟现实技术 论文摘要:水力机械制造工艺是水力机械及工程专业方向学生的一门重要的专业必修课。由于该课程实践性强的特点,在教学过程中引入虚拟现实技术就具有十分重要的意义。水力机械制造工艺课程教学中应用虚拟现实技术再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加 工过程,对改进教学效果起到 了一定的作用。同时,本文提出了今后在课程建设 中完善的方向。对其它同类课程的教学具有一定的参考价值。 水力机械制造工艺是热能与动力工程专业水力机械及工程方向学生的一门重要的专业必修课。根据该专业本科培养目标,要求学生具有宽广的理论基础、较强创新能力和适应能力,能在流体机械及工程等部门从事开发、研究、设计、运行、现代管理 、科学研究、教学等方面的工作。事实上,近三年该专业的毕业生就业率均保持了较高水平,水力机械及工程专业方向的学生到专业对口部门的占到了 70% 以上,而这些毕业生所从事的主要工作就是水力机械的设计与制造。由此可以看出,学生如果能在在校期间掌握好流体机械特别是水力机械制造工艺的相关知识,将对他们今后的工作大有裨益,这将促进他们将理论知识 和生产实际相结合以增强他们工作岗位的适应能力。 水力机械制造工艺是一门实践性很强的课程,所涉及的相关基础理论、基础知识也相当广泛。根据教学大纲的安排,该门课程应在学生学习完流体力学、工程材料、机械工程基础、流体机械原理、流体机械结构及强度等课程的基础上开设。在教学过程中最好能够在学习该门理论课程的同时到水力机械制造厂参观实习,这将有助于学生建立起对加工设备、加工零件、加工环境的感性认识,提高教学效果。但是实际教学过程中,没有条件能够达到这样的要求。况且大中型的水轮机零部件尺寸较大、结构复杂,加工制造工艺涉及的问题较多,即使是到专业的水力机械生产厂的加工现场也很难对其结构和加工过程有全面深人的了解。因此,按照传统的教学方法和手段,让学生通过书本上的插图对所学的对象,如零件、加工设备、检验设备等进行了解,学生很难有深刻的认识 ,况且部分插图书中没有附上,结果制造工艺课程学完了,部分学生到了工厂还是会把车床误认为铣床,一些专业典型零件也看似很陌生,由此可见传统的教学手段取得的效果并不理想,学生并不能将课堂所学与实际有机联系起来。为此,我们将虚拟现实技术引入到水力机械制造工艺的教学中,将抽象的零件和加工过程形象化,以帮助学生直观地观察零件结构,理清零部件的装配关系,进一步理解结构设计与加工工艺的关系,并将加工过程中所涉及工装夹具、机床、刀具等素材通过虚拟现实技术融入到教学课件中,从而缩短理论与实际的距离。 虚拟现实技术是近年来发展起来的新兴技术 ,在各个领域逐步得以开发应用。根据沉浸程度的不同,可将虚拟现实分为桌面式、大屏幕式、沉浸式和舱室仿真器四种类型…。其中桌面虚拟现实是一种初级的虚拟现实,它的沉浸度差,但最为简单,制作成本低,易于普及和实现。本课程教学中使用的仿真系统就是采用 VRML (VirtuaI RealityModeling Language,虚拟现实建模语言)开发的桌面式虚拟现实仿真系统,以配有高性能的图形加速卡的 Pc机为开发平台,其性能能够满足系统实时性的要求。虚拟现实技术在最近十几年得到了飞速的发展,由于其特有的仿真特性,如沉浸感、时实交互性、想象力和三维图形等,它正在成为解决工程问题 的一种重要方法,也是实现计算机辅助教学 的重要 手段。 在水力机械制造工艺课程教学中,为了真实地再现水力机械典型零部件的结构,我们采用了功能强大的 CAD/cAM一体化软件 unigraphics 进行零件的三维建模,以 word的格式输出,再利用 VRML对各零件的显示颜色、材质、光照等进行渲染 ,这样就可以利用安装了 Cortona插件的 IE浏览器进行零件的浏览了,从而脱离了复杂的 UG软件环境。在浏览器里可以通过插件上的控件对三维模型进行旋转、平移、放大等操作,帮助学生全方位 的了解课程中所讨论的对象,增强学生的感性认识。图 1、2分别为水轮机座环和水轮机顶盖的三维模型,在讲解到此类典型环形类零件的加工时,就可以通过旋转放大等操作全方位地浏览三维模型,比较它们结构上的异同,深入理解结构设计的正确性和合理性,认清关键加工部位,为拟订高效合理的加工工艺方案奠定基础。 水力机组装配与一般的机械产品相比有其特殊性,即在制造厂仅能完成重要部件的预装配,而整台机组的装配是在水电站完成的。对于大型电站,安装周期较长,水轮机的许多零部件被安装在机坑里,对于在校学生来说很难有机会全面地看清楚其内部结构及各零部件的空间位置关系。为此,我们采用虚拟现实技术和计算机仿真技术相结合开发了水轮发电机组检修仿真系统 ,帮助学生从不同的角度观察各零部件的三维实体模型及零部件之间的空间位置关系、联接关系等 (如图 3所示),了解水力机组安装过程中零件的安装先后顺序和相关的技术要求,有利于学生了解和制定合理高效的装配方案,将理论与实际有机的结合起来。利用 Java编程实现简单的人机交互功能。图 4为水轮机水导轴承动态仿真装配过程截取图,在进入装配场景后,点击启停按钮,动态装配过程即呈现在窗 口中,视图左边显示的是水导轴承安装步骤,这样学生不用到水电站或制造厂装配现场就能较直观地学习水轮发电机组各部件的装配工艺规范,有利于提高教学效果。 随着生产技术的不断发展,水力机械的制造也沿着数字化的方向不断发展 ,水力机械许多曲面类零件均采用数控方法加工。在实际教学中,我们采用专业的加工仿真软件 Vericut 逼真地再现了实际加工工件、加工机床和加工环境 ,对加工过程中可能存在的问题进行检测 ,让学生在课堂上就能对加工制造过程有全面的认识。Vedcut 采用了先进的三维显示及虚拟现实技术,对数控加工过程的模拟达到了极其逼真的程度。特别是在叶片类曲面加工过程中,如何确定合理的加工参数 (刀具形状与尺寸 、刀具相对加工表面的姿态、走刀路线、主轴速度、切削深度和进给速度等)以适应加工过程中叶片曲面形状的变化对提高加工精度变得非常重要,这些都可以通过加工仿真软件在教学过程中形象生动地展现在学生面前 (如图5所示)。但是目前这部分的工作还处于起步阶段,只能在课堂上做部分演示,有待进一步完善。今后在条件允许的时候,可以在理论教学完成以后,让学生自行建立零件 、机床的三维模型,模拟水力机械典型零件的加工 ,从而帮助学生将课堂中所学的理论知识转化为生产实践。 虚拟现实技术现已延伸到许多领域,它的发展不仅仅依赖于相关软硬件的发展,而是更多地取决于该技术为实际问题提供低成本高效率的解决方案的能力。虚拟现实技术应用到水力机械制造工艺课程的教学中,逼真生动地再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加工过程,学生通过这些虚拟现实环境就能够从形象化的角度理解零件从设计、毛坯形式、安装定位、加工、装配、质量检查等各个环节,提高了学生的学 习兴趣 ,从而强化了理论知识的学习,对提高教学效果起到了重要作用。 制造工艺论文:模具工作表面的制造工艺过程分析 摘 要:凸模和凹模是冲裁模的主要工作零件,凸模和凹模有与制件轮廓一样形状的锋利刃口,凸模和凹模之间存在一些很小的间隙。因此,凸、凹模的加工质量直接影响到模具的使用寿命和成型制件的加工质量。文章主要分析了模具工作表面的制造工艺过程。 关键词:模具;工作表面;制造工艺 模具由各种零件组成,其制造过程包括零件的加工、钳工装配以及模具的试冲和调整。毛坯经过车、铣、刨、磨、热处理和钳工等加工,改变其形状、尺寸和材料性能,使之变为符合图样要求的零件的过程,称为工艺过程,对干同一个零件。由毛坯制成零件的途径是多种多样的,也就是说,一个零件可以有几种不同的工艺过程。工艺过程不同,则生产率、成本以及加工精度往往也有显著的差别。为了保证零件质量、提高生产率和降低成本,在制订工艺过程时,应根据零件图样的要求和工厂的实际生产条件,制订出一种最合理的工艺过程。若将其内容以一定的格式写成文件,用于指导生产,则此文件称为该零件的工艺规程。 1 凸模的制造工艺过程 由于成型制件的形状各异、尺寸差别较大,因此凸模也是多种多样的,按凸模的断面形状,大致可分为圆形凸模和异形凸模两类。 1.1 圆形凸模的加工工艺过程 圆形凸模加工比较容易,毛坯一般采用棒料,在车床上对棒料进行粗加工和半精加工,留有磨削余量,热处理后在外圆磨床上进行精磨,凸模的工作部分经抛光、刃磨后即可,图1为圆形凸模。 1.2 异形凸模的加工工艺过程 由于异形凸模加工比较复杂,因此常采用压印锉修、刨削加工、线切割加工和成形磨削等主要工方法。 ①压印锉修。压印锉修是用凹模压印制造凸模的一种钳工制造方法。在缺少专用制模设备的情况下,此法是十分有效的方法。凸模在凹模压印锉修前,根据异形凸模的形状和尺寸选用毛坯,在车床或刨床上预先加工出凸模毛坯的各面,在铣床上按照划线轮廓粗铣凸模的工作表面,并留有压印后的锉修余量(0.15~0.25),最后用凹模压印锉修而成。 压印时,在压力机上将未淬火的凸模压入已淬硬的成形凹模内,凸模上的多余金属由于压力的作用被凹模挤出,凸模上出现凹模压痕,再根据压痕将多余的金属锉去。经过反复多次,直到凸模刃口达到所要求的尺寸为止。压印结束后,再按照图样的要求间隙锉小凸模,并留有0.01~0.02mm(双面)的钳工研磨余量,热处理后,钳工研磨凸模工作表面,直到间隙合适。 在利用四模压印时,要注意凹模刃口的上下平面要磨平,并将压印凹模和凸模坏料进行退磁处理,避免其碎铁屑附在刃口上,造成刃口划伤,影响压印质量;为减少压印摩擦和提高凸模表面质量,压印凹模工作刀口表面质量要求较高,表面粗糙度值ra小于0.4 μm,在压印前凸模及凹模表面上应涂一层少量的硫酸铜。在进行压印的时候,要将凸模正确地放在凹模刃口内,使四周余垦分布均匀,压印凹模表而与凸模中主线垂直后方能进行挤压。压印最好选用手扳动压力机和油压机,越次压印压痕不宜过深,首次压印控制在0.2 mm内,以后可逐渐增加到0.5~1.5 mm,每次庄印后,可根据压印印痕进行锉修,锉修时不允许碰到已压光的表面。锉修后留下的余量要均匀,以免下次压印时产生不必要的偏斜。压印加工适于无间隙冲裁模的加工,它的主要问题是对人工操作水平要求较高,生产率低,模具精度受热处理影响。 ②刨削加工。刨削加工主要用于加工模具零件的外形平面和曲面,加工尺寸精度可达0.05 mm,表面粗糙度ra可达1.6~6.3 μm。刨削后需经热处理淬硬,一般都留有精加工余量。 刨削加工工艺过程如下: 第一,刨削前准备。按尺寸锻造成为毛坯,留合适的加工余量,并根据凸模所用的材料进行适当的退火、正火或调质处理。准备好所用的量具、刀具及样板,安装、调整好所用的夹具。 第二,刨削过程。用机用虎钳装夹,刨削坯料两平面,保证两平面的平行度,使厚度尺寸达到尺寸要求。留0.02mm的余量;刨削坯料两侧面及圆弧,保证圆弧与两平面圆滑过渡,并刨削两端面,使坯料宽度、高度达尺寸要求,留0.02 mm的单边余量。用专业夹具装夹,刨削两斜面,留0.02 mm余量,用圆弧刨刀刨削圆弧,保证与两平面圆滑过渡。 第三,热处理。按热 理工艺进行,淬火硬度58~62hrc,并进行低温回火。 第四,研磨。研磨凸模侧面及刃口,保证尺寸精度和表面粗糙度达到设计要求。 第五,检验。测量各部分尺寸,检验圆弧r和硬度。 刨削加工过程中,凸模要牢固地夹紧在刨床的工作台或夹具中,不准松动。每次的进给量要适当,当快加工到所需要的尺寸时要格外小心,防止划伤已加工表面。在刨削的过程中,要用测量工具、样板等随时进行检验,并根据加工余量调整刀具,以保证刨削质量。 ③电火花线切割加工特别是自动化编程软件的使用,不仅电火花线切割加工在模具生产中广泛应用,数控加工编程使其生产成本大大降低,而且还提高了模具生产质量。凸模若采用线切割加工,首先长度尺寸不应超过线切割机床的加工范围,形状应该设计成直通形式。使用线切割加工的生产过程是:准备工件,确定加工路线,装夹工件,穿丝等工作。 ④成形磨削。成形磨削的凸模尺寸精度高、质量好,磨削精度不受热处理的影响生产率高。所以是凸模加工的有效方法。 2 凹模的制造工艺过程 凹模作为模具中的另一个重要零件,由于凹模的结构不同于凸模,所以它的加工与凸模相比有所不同: ①孔系位置精度高。在多孔冲裁模或级进模中,凹模上有一系列孔,凹模孔系位置精度通常要求在±(0.01~0.02) mm以上,这给孔的加工带来困难。 ②孔与外形位置精度高。凹模在镗孔时,孔与外形有一定的位置精度要求,加工时,要求确定基准,并准确确定孔的中心位置,这给加工带来很大难度。 ③刃具的材料、精度要求高凹模内孔加工的尺寸往往直接取决于刃具的尺寸,因此,刃具的尺寸精度、刚性及磨损将直接影响内孔的加工精度。 ④加工条件影响大凹模加工时,切削区在工件内部,排屑、散热条件差,加工精度和表面质量不容易控制。 凹模分单个圆形型孔、系列圆形型孔和非圆形型孔的加工。 2.1 单个圆形型孔的加工 单个圆形型孔的加工比较容易。当凹模型孔直径小于5 mm时,应先钻孔,后铰孔,热处理后磨削顶面和底面,用砂布抛光型孔;当型孔直径大于5 mm时,利用钻孔、镗孔对型孔进行粗加工,经热处理淬火、回火后,利用磨床对型孔进行精加工,磨削后,孔表面粗糙度可达ra=0.2~0.8 μm,精度可达it5~it6。 2.2 系列圆形型孔的加工 加工多个型孔时,可利用立式铣床进行。加工时,直接利用工作台上的纵、横向位。凹模型孔为一系列圆孔时,由于对孔间的位置精度要求高,所以要比单个圆形型孔的加工困难许多。加工圆形孔系,用坐标镗床可加工有高精度位置要求的系列型孔。也可以在铣床、钻床用坐标法加工出位置精度较高的系列型孔。也可心在铣床、钻床用坐标法加工出位置精度较高的系列型孔。 2.3 非圆形型孔的加工 非圆形型孔的加工、精加上方法有锉削、压印锉修、线切割和电火花加工等形式。 3 结 语 凸模和凹模是冷冲模的主要零件,其技术要求较高。制造时应注意保证质量。由于凸模和凹模的形状是多种多样的,各工厂的生产条件也各不相同,因此,不可能列出适合于任何形状的凸模和凹模的工艺过程。 制造工艺论文:磁性液体及其制造工艺 摘 要:简单介绍了磁性液体的种类、性质、制作工艺及在当前的主要应用。 关键词:磁性液体;应用;制造;超声波 1 引 言 磁性液体最初是1965年美国宇航局为了解决太空服头盔转动密封的技术难题而率先研制成功的。宇航员进入太空所穿宇航服的一个关键部位--颈部,必须用液体磁性材料制作。颈部是宇航帽与宇航服连接之处,既要让宇航员的头部能够自由转动,又要密封度高。如果密封不够,宇航服里的氧气泄漏,宇航员生命受到威胁。这个连接部位,若用固体物质显然太硬,而一般液体物质密度不够,惟有液体的纳米磁性材料符合要求。 所谓磁性液体(magnetic liquids),并非是指液态的磁性材料(物质处于液态的温度都高于其居里温度,所以目前还没有液态的磁性材料),而是把用表面活性剂处理过的纳米级超细磁性微粒高度分散于基液中形成的一种均匀胶体溶液。该溶液在重力和磁场作用下也不会出现凝聚和沉淀现象,具有固体的磁性和液体的流动性,因此具有许多独特的性质,在电子、仪表、机械、化工、环境、医疗等行业领域都具有独特而广泛的应用。根据用途不同,可以选用不同基液的产品。 2 磁性液体的分类 磁性液体按材料、超微粒的制作、分散方法等不同,分为以下几类: (1)铁氧体型磁性液体 主要以金属氧化物作为磁性微粒,以水、碳氢化合物、矿物油、精制油、二酯基液、透平油氟醚油等为基液。 (2)金属型磁性液体 以金属或合金作为微粒,按基液的不同分为非导体型和导体型。非导体型金属磁液一般以甲苯或煤油为基液,导体型则以非磁性金属膜(或合金膜)去覆盖磁性金属微粒。 (3)复合型磁性液体 他是以普通磁性液体和非磁性微粒复合形成的一种新型磁性液体。 3 磁性液体的性质 由于磁性液体同时具有磁性和流动性,因此具有许多独特的磁学、流体力学、光学和声学特性。 磁性液体表现为超顺磁性,本征矫顽力为0,没有剩磁;在外磁场下,磁性液体被磁化,满足修正的伯努利方程。与常规伯努利方程相比,添加了一项磁性能,使磁性液体具有其他流体所没有的、与磁性相关联的新性质:例如磁性液体的表观密度随外磁场强度的增加而增大。 当光通过稀释的磁性液体时,会产生光的双折射效应与双向色性现象。当磁性液体被磁化时,使相对于磁场方向具有光的各向异性,偏振光的电矢量平行于外磁场方向比垂直于外磁场方向吸收更多,具有更高的折射率。磁场有关,呈各向异性;磁性液体在交变场中具有磁导率频散、磁粘滞性等现象。 4 磁性液体的制作方法 (1)获得磁性液体的基本条件 ①颗粒尺寸应小于某一临界尺寸,该临界尺寸在10 nm以下。 ②颗粒在溶剂中应达到一定的表面活性化要求,从而即使在范德瓦尔斯等各种能量的作用下,也不发生凝聚。 (2)磁性液体的制作工艺 以磁性氧化物超微粒子的制作工艺为例 磁性氧化物化学稳定,容易制成粉末,用途广泛。 磁性液体用氧化物的粒径绝大多数应分布在10 nm以下。一般是以磁铁矿等铁氧体氧化物为主体,由金属盐类水溶液通过共沉淀法制成纳米级超微粒。以磁铁矿(fe2o3·2fe3o4)为例,就是在fe2+和fe3+的浓度比为1∶2的铁盐溶液中加入碱溶液,例如naoh溶液,使其析出fe2o3·2fe3o4。在反应过程中,通过调整溶液温度、铁盐浓度、碱的中和过剩量、反应时间等,可以对颗粒尺寸进行控制。 此外,下述方法也可获得氧化物超微颗粒: ①将固相反应得到的铁氧体在含有表面活性剂的油中进行长时间的球磨。 ②使铁氧体构成金属的醇盐,并把他溶于乙醇等溶剂中,加水分解获得。 ③利用等离子体、弧光等使金属蒸发,在含有适量氧的稀薄气体中凝聚获得 5 磁性液体的应用 (1)磁性液体原被称为“磁流体”,也有称为“磁液”的。磁性液体应用最广泛的是磁性密封技术,尤其在要求真空、防尘、或封气体等特殊环境中的动态密封最为适用。在高保真扬声器、电机阻尼、磁性传感器等方面磁性液体均具有独特的应用。 磁性液体密封原理 磁性液体旋转轴动密封是一种非接触式密封(即动件和静件没有直接接触),其工作原理是:由环状永磁体,导磁极靴和导磁转轴构成闭合磁路,利用永磁体中的磁能,在转轴与极靴极齿顶端的齿形间隙中产生强弱相间的非均匀磁场,将磁性液体紧紧吸住,形成磁性液体“o”型密封环,把间隙堵死,从而达到密封的目的。如图1和图2所示。 主要特点: ①无磨损,因为磁性液体具有液体的性质,并且由于基液具有润滑性,所以还可起润滑作用。 ②密封度好,用于真空时可以达10~5 pa。 ③无泄漏。 (2)磁性液体真空密封连接器是一种能够在2个相对封闭的空间内提供相互的可靠旋转连接的装置。全系列的设计使其在多种场合得到广泛应用,例如单晶硅炉、各类镀膜设备、气相沉积、液晶再生、半导体刻蚀系统等超高真空系统和设备。如图3所示。磁性液体真空密封连接器组件根据各类常用真空设备使用的真空旋转轴连接器技术参数设计制造,可直接替代相应的真空密封连接器使用,基本不需对原设备进行改造。 (3)磁性微粉是各类磁性器件的主要原料,现代通讯,信息等的发展使诸如电感等磁性器件向超微化方向发展,因而对磁性微粉这类材料的需求更为严格。 fe3o4是目前使用极广泛的磁性材料,如图4所示,近年的研究对其在磁性纪录等方面应用取得了不少突破,其纳米化产品效能如吸波效应、催化作用等,人们也正在进行大量的试验,应用前景十分广阔。 主要技术指标: 平均粒径:10~30 nm 晶型:γ形 (4)磁性液体阻尼器,磁性液体的表观性质在磁场作用下会发生较大的改变,例如密度、粘滞性等,因为磁场的作用,磁性液体可以定位在一定区域内,磁性液体这些和磁性有关的独特性质,可以利用磁性液体制作高性能的阻尼器件。他是由一个非磁性的惯性块、一个安装了磁性体的轮圈以及一定量的磁性液体组成。其基本原理就是在轮圈与非磁性惯性块的间隙中注入磁性液体,利用磁性体的强力磁场作用,使磁性液体在非磁性惯性块和磁性体之间形成一层磁性液体层,从而使该非磁性惯性块悬浮在磁性液体层上。这样就使磁性液体既具有了液体滑动轴承的功效,又由于磁场的作用而无泄漏之忧。同时磁性液体的粘性作用又产生了最佳的阻尼效果。在实际应用时将轮圈与步进电机的转轴固定,当电机加速或减速时,由于非磁性惯性块的惯性作用使其稳定时间大幅度地缩短,同样也可抑制电机在其共振频域的振幅。当电机匀速转动时,由于轮圈和非磁性块是同时回转的,因此几乎没有能量损失。 (5)磁性液体轴承电机,现代硬盘技术的飞速发 展,硬盘转速的提高对电机性能提出了更高的要求,目前,希捷等专业硬盘厂商已经在其主流产品使用了磁性液体轴承电机来满足硬盘驱动器高转速、高稳定、低噪音的要求。 磁性液体轴承是利用被磁场固定在电机转轴部位的磁性液体,旋转时形成的液体膜使电机转轴悬浮并自动定中,电机运转时,电机轴与电机其他部件没有直接接触,这样电机工作时的磨损小、噪音低,如使用了softsonictmfdb(流体轴承)的seagatebarracuda(r)ataiv,其声强仅为20 db,并且还是现在市场主流硬盘内部数据传输率最高的产品。 磁性液体轴承电机可以应用在多种需要高速稳定运转的场合,例如激光打印机,转速可以达到10 000~30 000 rpm,噪音仅35 db左右。 6 结 语 此外,磁性液体还广泛应用于电声器件、选矿、工业废液处理、热交换、磁回路传热器、生物磁等方面,随着对磁性液体理化性质的深入认识,以及对超微磁性粒子、稳定剂和载液的深入研究,稳定性更好、性能更高的实用化磁流体将不断出现,并将在更多领域发挥重要作用。 制造工艺论文:关于虚拟现实技术在水力机械制造工艺课程中的应用 作者:王桃 严敬 赖喜德 刘小兵 论文 关键词:水力机械 制造工艺 虚拟现实技术 论文摘要:水力机械制造工艺是水力机械及工程专业方向学生的一门重要的专业必修课。由于该课程实践性强的特点,在教学过程中引入虚拟现实技术就具有十分重要的意义。水力机械制造工艺课程教学中应用虚拟现实技术再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加 工过程,对改进教学效果起到 了一定的作用。同时,本文提出了今后在课程建设 中完善的方向。对其它同类课程的教学具有一定的 参考 价值。 水力机械制造工艺是热能与动力工程专业水力机械及工程方向学生的一门重要的专业必修课。根据该专业本科培养目标,要求学生具有宽广的理论基础、较强创新能力和适应能力,能在流体机械及工程等部门从事开发、研究、设计、运行、 现代 管理 、 科学 研究、教学等方面的工作。事实上,近三年该专业的毕业生就业率均保持了较高水平,水力机械及工程专业方向的学生到专业对口部门的占到了 70% 以上,而这些毕业生所从事的主要工作就是水力机械的设计与制造。由此可以看出,学生如果能在在校期间掌握好流体机械特别是水力机械制造工艺的相关知识,将对他们今后的工作大有裨益,这将促进他们将理论知识 和生产实际相结合以增强他们工作岗位的适应能力。 水力机械制造工艺是一门实践性很强的课程,所涉及的相关基础理论、基础知识也相当广泛。根据教学大纲的安排,该门课程应在学生学习完流体力学、工程材料、机械工程基础、流体机械原理、流体机械结构及强度等课程的基础上开设。在教学过程中最好能够在学习该门理论课程的同时到水力机械制造厂参观实习,这将有助于学生建立起对加工设备、加工零件、加工环境的感性认识,提高教学效果。但是实际教学过程中,没有条件能够达到这样的要求。况且大中型的水轮机零部件尺寸较大、结构复杂,加工制造工艺涉及的问题较多,即使是到专业的水力机械生产厂的加工现场也很难对其结构和加工过程有全面深人的了解。因此,按照传统的教学方法和手段,让学生通过书本上的插图对所学的对象,如零件、加工设备、检验设备等进行了解,学生很难有深刻的认识 ,况且部分插图书中没有附上,结果制造工艺课程学完了,部分学生到了工厂还是会把车床误认为铣床,一些专业典型零件也看似很陌生,由此可见传统的教学手段取得的效果并不理想,学生并不能将课堂所学与实际有机联系起来。为此,我们将虚拟现实技术引入到水力机械制造工艺的教学中,将抽象的零件和加工过程形象化,以帮助学生直观地观察零件结构,理清零部件的装配关系,进一步理解结构设计与加工工艺的关系,并将加工过程中所涉及工装夹具、机床、刀具等素材通过虚拟现实技术融入到教学课件中,从而缩短理论与实际的距离。 虚拟现实技术是近年来 发展 起来的新兴技术 ,在各个领域逐步得以开发应用。根据沉浸程度的不同,可将虚拟现实分为桌面式、大屏幕式、沉浸式和舱室仿真器四种类型…。其中桌面虚拟现实是一种初级的虚拟现实,它的沉浸度差,但最为简单,制作成本低,易于普及和实现。本课程教学中使用的仿真系统就是采用 vrml (virtuai realitymodeling language,虚拟现实建模语言)开发的桌面式虚拟现实仿真系统,以配有高性能的图形加速卡的 pc机为开发平台,其性能能够满足系统实时性的要求。虚拟现实技术在最近十几年得到了飞速的发展,由于其特有的仿真特性,如沉浸感、时实交互性、想象力和三维图形等,它正在成为解决工程问题 的一种重要方法,也是实现 计算 机辅助教学 的重要 手段。 在水力机械制造工艺课程教学中,为了真实地再现水力机械典型零部件的结构,我们采用了功能强大的 cad/cam一体化软件 unigraphics 进行零件的三维建模,以 word的格式输出,再利用 vrml对各零件的显示颜色、材质、光照等进行渲染 ,这样就可以利用安装了 cortona插件的 ie浏览器进行零件的浏览了,从而脱离了复杂的 ug软件环境。在浏览器里可以通过插件上的控件对三维模型进行旋转、平移、放大等操作,帮助学生全方位 的了解课程中所讨论的对象,增强学生的感性认识。图 1、2分别为水轮机座环和水轮机顶盖的三维模型,在讲解到此类典型环形类零件的加工时,就可以通过旋转放大等操作全方位地浏览三维模型,比较它们结构上的异同,深入理解结构设计的正确性和合理性,认清关键加工部位,为拟订高效合理的加工工艺方案奠定基础。 水力机组装配与一般的机械产品相比有其特殊性,即在制造厂仅能完成重要部件的预装配,而整台机组的装配是在水电站完成的。对于大型电站,安装周期较长,水轮机的许多零部件被安装在机坑里,对于在校学生来说很难有机会全面地看清楚其内部结构及各零部件的空间位置关系。为此,我们采用虚拟现实技术和计算机仿真技术相结合开发了水轮发电机组检修仿真系统 ,帮助学生从不同的角度观察各零部件的三维实体模型及零部件之间的空间位置关系、联接关系等 (如图 3所示),了解水力机组安装过程中零件的安装先后顺序和相关的技术要求,有利于学生了解和制定合理高效的装配方案,将理论与实际有机的结合起来。利用 java编程实现简单的人机交互功能。图 4为水轮机水导轴承动态仿真装配过程截取图,在进入装配场景后,点击启停按钮,动态装配过程即呈现在窗 口中,视图左边显示的是水导轴承安装步骤,这样学生不用到水电站或制造厂装配现场就能较直观地学习水轮发电机组各部件的装配工艺规范,有利于提高教学效果。 随着生产技术的不断 发展 ,水力机械的制造也沿着数字化的方向不断发展 ,水力机械许多曲面类零件均采用数控方法加工。在实际教学中,我们采用专业的加工仿真软件 vericut 逼真地再现了实际加工工件、加工机床和加工环境 ,对加工过程中可能存在的问题进行检测 ,让学生在课堂上就能对加工制造过程有全面的认识。vedcut 采用了先进的三维显示及虚拟现实技术,对数控加工过程的模拟达到了极其逼真的程度。特别是在叶片类曲面加工过程中,如何确定合理的加工参数 (刀具形状与尺寸 、刀具相对加工表面的姿态、走刀路线、主轴速度、切削深度和进给速度等)以适应加工过程中叶片曲面形状的变化对提高加工精度变得非常重要,这些都可以通过加工仿真软件在教学过程中形象生动地展现在学生面前 (如图5所示)。但是目前这部分的工作还处于起步阶段,只能在课堂上做部分演示,有待进一步完善。今后在条件允许的时候,可以在理论教学完成以后,让学生自行建立零件 、机床的三维模型,模拟水力机械典型零件的加工 ,从而帮助学生将课堂中所学的理论知识转化为生产实践。 虚拟现实技术现已延伸到许多领域,它的发展不仅仅依赖于相关软硬件的发展,而是更多地取决于该技术为实际问题提供低成本高效率的解决方案的能力。虚拟现实技术应用到水力机械制造工艺课程的教学中,逼真生动地再现了真实的零件结构、零部件的装配过程和典型零件的数控加工过程,学生通过这些虚拟现实环境就能够从形象化的角度理解零件从设计、毛坯形式、安装定位、加工、装配、质量检查等各个环节,提高了学生的学 习兴趣 ,从而强化了理论知识的学习,对提高教学效果起到了重要作用。 制造工艺论文:机械制造工艺的合理化机械设计研究 摘要: 在机械制造工艺中,对机械设计进行合理化处理是确保机械产品质量的关键,而机械制造企业生产的目的是为了扩大规模,获得最大经济效益,因此,应有针对性地对机械设计进行研究。从机械制造工艺流程入手,对机械制造工艺中的合理化机械设计进行系统分析和探讨,希望可以为我国的机械制造发展提供帮助。 关键词: 机械制造工艺;合理化;机械设计 1机械制造工艺流程 从整体角度来对机械制造工艺流程进行分析,机械制造工艺流程如图1所示。 1.1制造程序 这一步骤主要是将原材料直接制作成半成品,处理重点是对原材料的材质及材料的利用率进行规划。对于机械制造企业来说,要在激烈的市场竞争中占据重要位置,就一定要对材料的质量进行管理和监督,只有提升机械制造工艺原材料的利用方式,才能真正降低生产成本。 1.2零件定位 在零件定位中,可以运用多种定位方式,而技术人员采用何种定位方式也会直接影响零件的质量。为了提升零件质量,技术人员要结合定位方式与零件的加工需求,按照标准开展零部件的加工工作,这也是增加机械制造企业产品销量的主要手段。 1.3技术程序 这一步骤是将制造工序中已经获得的半成品直接加工成符合客户要求的成品,技术程序的加工要求更精细,对产品的质量要求也更高。 1.4加工精度控制 技术人员在对零部件进行粗加工后,还要对半成品状态下的零部件进行细加工处理,在处理过程中,加工的精度要求在于零部件的形状、尺寸及表面质量等因素,为了真正满足客户的实际需求,技术人员需要利用误差控制措施进行合理选择,进而提升产品的精度。 1.5装夹 对零部件进行装夹是将零件直接固定在合适的位置上,在零件的装夹操作中,技术人员要保证零件固定位置的准确性,在确定好位置后,技术人员还要利用相关设计对零件进行深层次的固定工作。 2机械制造设计工艺的基本原则 2.1综合性 从本质层面来说,合理化的机械设计与机械制造属于理论和实践两个层面,二者本身所属类别是不同的,这种差异也就产生了工作中的误差。基于此,技术人员要将综合性作为整个机械制造发展的基本原则,在总结传统机械设计经验的基础上,将机械设计的理论知识与实践制造进行有机结合,以提升机械设计的整体质量。 2.2整体性 在对机械制造工艺进行合理化设计时,要先对机械设计的方案进行制定。在制定机械设计方案时,技术人员要遵循整体性原则,从机械制造工艺的整体入手,在确保各个部件合理的基础上,制定多个机械设计方案,从这些设计方案中选择最优的方案作为机械制造的最终设计方案。 3机械制造工艺中的合理化机械措施 3.1提高设计标准化 制造工艺的核心是机械设计标准化,也就是在相对统一的设计标准中,保证技术人员设计的机械零件结构、规格达到高度统一,在符合国家规定的机械制造标准基础上,进一步提高机械零部件的质量,这对降低生产成本、提高生产效率起到了极大的作用。技术人员在对机械制造工艺进行合理化设计时,一定要充分重视机械零部件的质量,按照国家标准实现标准化设计,以提升机械零部件产品的设计水平和使用性能,只有提升机械生产企业与机械产品的竞争力,才能真正提升机械制造企业的经济效益。 3.2运用绿色制造工艺 技术人员在进行机械设计时,要不断尝试引入新的设计理念,改进传统的设计方法。在设计过程中,应根据社会发展的大趋势,认真贯彻落实绿色环保的设计理念,在此基础上,将机械设计与高新技术手段相结合。在机械制造企业运行过程中,还要充分考虑自身经济效益与环境保护之间的平衡关系,只有实现二者的共同发展,才能促进机械制造企业的长久发展,企业的发展不能以牺牲环境为代价,要在保证环境的基础上,实现机械制造企业的可持续发展。针对目前的机械制造工艺,技术人员要将工作重点放在绿色材料的使用方面,从原材料及生产工艺两方面入手,共同保证机械制造与设计的系统化发展。 3.3提升加工精度 在机械制造过程中,客观差异是一定存在的,技术人员应尽量减少客观差异,以提高机械产品的精准度为准则,分析差异产生的根本原因,确定机械制造中存在的潜在因素,以降低差异,提高防范技术水平,进一步提升加工精度。提高机械产品的加工精度关键在于对夹具进行调整,技术人员应采用先进的测量工具降低误差值,确定误差产生的原因。目前,机械零件产品出现加工误差的主要原因在于机械内部应力、热变形及系统应力等,其中比较常见的是内部应力和热变形两大因素。提高加工精度的流程如图2所示。 4结语 机械制造工艺的合理化机械设计关键在于要有针对性地对机械设计进行分析,对机械生产过程进行合理分析,这两方面的分析都与机械制造过程中的合理化要求有关,因此,技术人员为了保证机械设计的科学化和合理化,要在设计过程中充分考虑机械制造工艺的实际需求,系统性地分析各制造工序的注意事项,改进设计方法,根据工艺水平合理选择机械技术,保证机械设计与制造质量达到国家规定标准,更好地促进机械制造工艺的全面发展。 作者:夏彩来 黄水英 单位:南通振华重型装备制造有限公司 制造工艺论文:高职模具制造工艺课程改革分析 摘要: 教学实践中发现,当前模具专业教学中最为繁琐的课程莫过于《模具制造工艺》,其主要表现为相关知识点与模具生产衔接紧密度不高,经常会衍生出和实际生产相互脱节的状况;再就是许多教师由于实力有限,未能做好实践指导工作,使得最终毕业生难以迎合相关企业竞争发展需求。在此背景下,笔者决定在理清现代高职院校《模具制造工艺》课程以学徒制为背景、项目为载体的改革要点前提下,集合诸多实际状况论证日后具体的改革实践策略,希望能够借此为社会培养出更多合格的模具制造工艺专业性人才。 关键词: 学徒制;项目载体;模具制造;课程改革 1引言 高职院校设置《模具制造工艺》课程的目的在于锻炼学生模具图纸设计与产品制造等能力,为以后的学习和工作奠定基础。可如今许多高职院校在实际教学过程中,未能设置合理的实践引导环节,不能激发学生强烈的探索欲望,最终教学实效自然不够理想。因此,今后作为现代专业化的高职院校《模具制造工艺》课程的任课教师,有必要不断完善个人专业知识体系和职业道德素养,争取在联系实际生产状况的前提下,以现代学徒制为基础、项目作为指导性载体,开展一系列科学化导向教学活动。至于规划思路和具体的处理手法,将具体介绍。 2现代学徒制下以项目作为载体的课程改革要点 其主张在必要性课程教学单元布置拓展前期,进行相关行业实践项目引入,进一步营造出生动化的实践交流氛围,令学生能够在特定项目设计期间规划出合理应对战略,为日后模具制造工艺“做中学”和“学中做”等更高指标贯彻,积累合理的过渡适应条件。须知想要有效改善学生的职业技能和道德素养,就必须预先组织他们进行相关项目实践,唯独如此,他们才能实时掌握企业生产的动态状况,自主且深入性学习更多的专业技术和知识。如某区域拥有汽车基地等大规模企业,而一辆普通汽车当中的内饰件模具数量就已然达到200副,包括保险杠、仪表盘、油箱等大中型塑料模具。因此在现代学徒制下以项目为载体的高职院校模具制造工艺教学工作,也应当结合这部分企业具体的经营发展状况,进行高校《模具制造工艺》课程教学和企业特定岗位之间的距离缩减。换句话说,就是在规划课程讲解模式期间,将模具制造工艺中的一系列典型案例作为学生的主线训练任务,确保学生掌握合理数量的理论内容和实践经验之后,安排他们到相关企业或是校内外实训基地之中,依照师傅指导要点进行高水准的实践操作。 3现代学徒制下以项目为载体的高职院校《模具制造工艺》课程改革措施探究 就是要求高职院校在现代学徒制下以典型模具制造工艺作为主导线索,进行相关的教学内容整合和课程体系修缮,进一步凸显模具制造工艺强烈的实践和应用特性。如此一来,高职生才能愈加积极地投入到模具制造技术和安装调试等训练任务之中,从中造就出所需的综合技能和职业素质。首先,将职业技能训练作为日常教学重点,进行以项目为载体的《模具制造工艺》课程设计,进一步凸显出其所需的职业和实践应用特性。就是说在确保熟练认证模具制造等岗位需求基础上,进行高职院校既有的课程内容重新构建,当中的主线内容则可顺势细化为模具制造工艺规程编制和代表性较强的模具零件加工;再就是将学生视为主体,职业技能培养和知识点灌输作为中心任务,加快高职院校《模具制造工艺》课堂与实训基地的一体化改造进程,为今后学生更加理想的适应相关岗位环境,提供保障。如在进行课程内容设置过程中,主张依照模具加工的基础性理论、模具机械加工和特种加工的加工要点、代表性模具制造和装配的工艺、模具的光整加工的流程等细节,进行完善的教学流程规划组织。需要注意的是,整体教学活动的设计流程,有必要时刻秉承由简单到困难、点到面、知识递进的规则加以拓展,各类教学内容又要维持相互独立和紧密关联特性。长此以往,才可以确保高职生全方位掌握与模具制造工艺相关的知识与技能。其次,将理论和实践技能作为考核工作延展的指导性线索基础上,依照国家职业技能检验标准进行开放性和全过程的考核体系创建。其核心动机在于令学生在学徒制和项目教学法的指导作用下,顺利激发出学习训练的积极主动性,并且辅助教师完成教-学过程中丰富的经验、问题总结任务。归结来讲,就是将个人综合表现、过程性考核、期末考试成绩等3个方面结合起来形成最终考核成绩。在个人综合表现成绩方面,则督促教学主体结合学生日常出勤和作业完成状况,职业道德素养等进行综合评价,占据总体成绩的30%;过程性考核方面,即在模具制作工艺实践操作期间,结合不同小组具体表现为每个小组评定分数,其中教学人员评价80%、小组交互式评价20%,占据总体成绩的40%;期末考试则结合高职院校规范要求和学徒制规则进行有序组织,满分为100,考试时间为两个小时,占据总体成绩的30%。再就是将塑料模和冷冲模导柱、导套、固定板、型芯等代表性部件,作为模具制造工艺课程教学中的主线任务,令学生在学徒制指导作用下,自主和协作式学习。至于教学主体的核心任务,便是运用多元化引导模式拓宽学生思路,包括模具制造任务分析、资料收集整合、效果评价等。长此以往,加快模具制造工艺理论知识和实践操作过程的结合进程,最终顺利实现模拟实际工作过程的“教-学-做”一体化的教学。 4结语 综上所述,现代学徒制下以项目为载体的高职院校模具制造工艺课程改革工作着实繁琐,而笔者在此阐述的意见必然存在局限性,日后仍需模具专业教师结合丰富的实践经验予以完善。长此以往,为我国培养出更多高素质的模具设计与制造专业人才,为汽车制造等行业可持续竞争发展,提供不竭的支持服务动力。 作者:陆元三 单位:湖南财经工业职业技术学院 制造工艺论文:合理化机械设计制造工艺 摘要: 经济在快速进步,这种趋势下的机械制造行业也日益拓展了规模。机械制造的流程包含了复杂的多步骤,若要在根本上提升机械制造的整体水准并且减小成本耗费,那么有必要采纳新阶段的工艺手段。初期在设计时,应当优选合理化的机械方案用来优化设计,这样做才能便于机械制造的展开。这是由于,机械制造的总体质量密切关系着方案设计。对于此,解析了机械制造领域内的常用工艺,结合实际设计出合理化的工艺流程及方式。 关键词: 机械制造工艺;合理化;机械设计 机械制造包含了各步骤的工艺流程,在制造过程中先要选取合适的原材,而后依照给出来的流程予以详细制作。机械设计应能力求合理化,在各类方案中筛选最合适的合理方案用来指导后续设计。若没能设置适当的机械制造方案,那么系列性的设计都将会很难落实。由此可见,初期设计的合理化是尤其必要的,合理化设计决定着后期展开的机械制造流程。 1机械制造工艺 从本质来看,机械制造包含了成品制作的流程及方式。在机械制造中,相关人员先要预备机械原材,经过加工得出某一机械产品[1]。在现今阶段内,制造业表现出日益显著的技术进步,与之相伴的配套工艺也在获得整体性的改进。机械制造若要收获最佳的实效,那么不可缺乏先期性的合理设计。机械设计需要衡量综合的要素,具体策划及后期设计的流程中都应力求完善。设计人员首先就要拟定合理且恰当的总体设计思路,不可忽视细微的设计要点。 2机械设计中的合理化 2.1符合设计标准 机械制造需要配备多步骤的工艺,为此初期在设计中就要符合给出来的设计指标。这样做,才能从整体入手来优化设计。具体动手设计时,设计人员应能实时调整设置的机械精度,确保符合精度需要。某些情况下,机械加工会表现出较大偏差,这种状态增加了额外的机械制造风险同时也损耗了更多资源。情况严重时,还很易带来突然性的故障[2]。由此可见,需要全方位控制并调整标准化的机械设计,这种基础上设置最适当的零件尺寸等。合理的设计应能符合标准,同时也不可忽视数值的精确性。通常在后期加工时,零件的真实尺寸都会与初期设计有所差异,这种差异被视作制造中的偏差。在设计环节内,就有必要防控这种过大的偏差,因此需要衡量全方位的综合设计要素。例如原材的破损或高温带来的机械变形,这些都被归入设计要素。设计人员要兼顾更多的要素,这种基础上选取合适的设计手段及测量用具,经过改进得到优质的设计方式。 2.2确保加工的优质性 确保优质性的机械制造,要从全程入手来提升总体的零件制造质量。具体设计时,应能从严依照给出来的指标予以设计,优先选择最恰当的加工步骤。应当因地制宜,筛选合适的零件原材及型号规格,确保规格及型号的一致性。确保合理且适当的机械设计,在更大范围内减低总体的加工成本。各类机械零件都表现出差异的结构,与之相应的精确度也并不相等[3]。制造零件的流程中很难彻底杜绝隐含的偏差,然而过大的偏差将会干扰到零件的优质性。为此,先期就要详细予以运算,结合实情设置合理的用材总量并且提供全方位的零件检测。针对某些偏差过大的零件还需再次妥善处理,对于表层有必要适当切削以此来确保平整性,这样做就防控了潜在的精度偏差。 2.3采纳新式理念 机械制造相关的技术都在更新,有必要接纳新式的机械设计理念。从行业特性来看,机械制造附带的污染是较高的,因而应当优选可持续性的新式加工理念。设计人员要摒除不适当的认识,在具体设计时也要注重选取污染更小的新式设计思路。在日常设计中,可以提供绿色理念用来指引机械设计,融入节能且环保的新式绿色技术。与此同时,设计者也不应忽视附带性的资源损耗,应当优选最佳环保性的机械材质用来设计。针对报废后的机械零件,还可以有序予以回收。 3合理化机械设计的建议 机械设计构建于机械工艺的基础上,在详细设计过程中应能衡量综合的设计要点,例如零件的特性、尺寸以及精度。经过全面的衡量及考虑,才能妥善把握设计流程内的技术要点。进行合理的设计,不可以忽视消耗的机械设计成本,要在确保优质的前提下着力减低成本。如果条件允许,设计人员还可借助于巧妙构思来减小机械原材的总消耗量,用更低的成本投入来收获优良的设计实效[4]。设计人员在给出了某一制造方案后,需要经过调试的步骤才可以进入安装。因此,也应当注重设计后的安装调试。调试过程中通常可以测出隐含的设计偏差,各类零件表层也会呈现出不同层次的粗糙度。调试的过程中,需要优选恰当的刀具以此来提供必备的保障,调试得出的机械制造方案才会真正符合现今的市场需要。 3.1全面更新加工程序 在机械制造领域内,工艺流程体现为更高的技术特性。经过详细的制作后,机械制造可以把某一原材转为可用的产品。具体在制作时,先要初步加工而后才可以获得某类成品或半成品。在某些情况下,还需针对于半成品予以再次加工,进而构成全方位的制造流程。 3.2调整为合适的加工精度 具体而言,精度控制包含了零部件的尺寸、加工的位置及形状、零件的表层质量。有序控制零件的精度,才能在总体上获得更优的零件加工实效。未来的探索中,需要深入完善自动形成法、固定标准下的刀具控制法以及试切法等。机械制造应能确保最佳的精确度,唯有如此才能落实后续的顺利加工。 3.3改进装夹工艺 从加工角度来看,装夹的工序可用来定位精确的零件位置。在制造零件前,先要安放于特定的模具或者机床上方,这个步骤即为装夹操作。经过装夹操作,零件可以被固定至机床。装夹的具体操作也关系到总体性的零件质量。可以选用特定的夹具用来装夹,也可依照实情来选用其他方式。若要加工得到精准的零配件,那么不可缺乏初期的装夹定位。设计机械产品时,通常可选多类的定位方式。相关人员应能结合实情来适当设置定位,这是因为恰当的定位更加便于后续施工。针对各异的情况,机械制造可选的定位方式也表现出多样性。 4结束语 技术进步的总体趋势下,机械制造也提升了综合的水准。具体在制造各类机械零件时,先要给出全方位的机械设计。合理的设计思路可用来提供明确的机械制造指导,服务于根本性的制造质量提升。机械设计中的合理化思路可以缩减消耗的总成本,同时也避免了冗余的设计流程。然而从目前看,机械设计并没能达到完善,仍有待长期改进。未来的实践中,有必要继续摸索合理化设计的珍贵经验,从全面入手来确保机械制造及设计的优质性。 作者:曾华 单位:重庆机床(集团)有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺基础课程改革论文 一、《机械制造工艺基础》课程教学方法的改革创新 《机械制造工艺基础》课实践性很强且内容大多枯燥、难懂。这对缺乏实践经验的学生来说更是如此,无形之中给专业课的教学带来了困难。因此要设法提高学生的学习兴趣,实践证明,教学方法的改进是解决这一问题的根本途径。目前,国内教育专家在探讨这一个问题时提出过不同的教学方法,比如激励式教学法、引新式教学法、开发式教学法、情景式教学法、兴趣式教学法等等。这些方法的共同点都是正确引导学生积极学习,培养学生对专业学习的兴趣,充分发挥学生的主观能动性。《机械制造工艺基础》课程特点要求学生具备扎实的专业基础知识,如工程制图、机械零件和机加工工艺装备等。同时又要求学生具有灵活处理问题的能力。随着科技的进步,新材料、新工艺不断出现,传统的加工制造方法被许多先进工艺所取代。这就要求教师不断更新知识,苦练基本功,加强教学内容的时代性和新颖性,加快实践教学的步伐,及时掌握最新的理论研究和发展动态。传统的教学方法与现代化的教学手段相结合应该说是一种挑战,信息化的快速发展为这种教学方法提供了可能。多媒体教学的建立为这提供了技术支持。在教学过程中应充分运用网络教学资源和现代化的教学手段,加大了教学信息量,使教学效果更加直观。通过建立虚拟网络实验室,使得学生自主学习,掌握学习的主动权。这种教学模式由传统的学生的被动接受知识和教师“静态”教学转变为一种学生积极主动的参与学习和教师“动态”的教学。通过这种交流,使师生之间的关系更为融洽 二、建立以能力为中心的课程考核体系 改变传统的考核方式,强调考核学生的能力,实现课程考核向过程考核的转变。学生学习效果的好坏,主要取决于整个教学过程与之相适应,考核也贯穿整个教学过程。提高学生的综合素质为考核中心,考试不再局限于闭卷一种形式,而是采用开放灵活的考试方法,比如考核成绩可以由三部分组成:平时成绩占30%期末成绩占35%创新思维及能力35%。同时,每个部分又由理论和实践组成,其中理论成绩占40%,实践成绩占60%。在平时成绩中,理论部分可以由课堂提问、作业、考勤等获得,实践部分可以由平时实训、实验的能力获得。期末成绩中,理论部分由基本理论考试获得,实践部分由技能实训操作获得。创新思维及能力成绩中,理论部分可以由专题讨论等形式获得,实践部分可以由生产实习报告、体会等形式获得。建立合理的考核评估体系指标是衡量教改成功的关键因素。考核指标的出发点必须结合本专业的实践教学特点,充分体现素质教学和实践能力教学的情况,考核的核心是学生的实践动手能力。同时,要注重考核反馈,现在我们在教学中往往注重考核,不注重反馈,其实考核的目的是要重视反馈,通过反馈来是学生了解自己的不足,使老师反省在以后的教学中如何讲解来是学生能够更好的减少错误,学生在反省中找到原因,改正错误。 三、加强实践教学,培养创新素质 机械制造工艺基础是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,而且还要把这些理论灵活应用于实践中。实践是知识的源泉,实践性教学对于知识的获取、能力的形成与发展起重要的作用,因此,实行理论与实践相结合的教育,使学生掌握的理论知识向实际能力的转化,这样才有利于学生的创新素质的培养。为此,在教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论,由实训引出相关概念及相关加工方法。首先是教师提出学习的内容、目的、要求及其他相关事项,学生自主学习有关内容,再通过自己动手做的方式来加深对所学知识的理解,同时获得相关技能的训练。这种在教师指导下,感性认识与理性认识交互进行,对学生自主学习起到良好的促进作用。在本课程教学中,要创造条件让学生更多的接触生产实际。例如:参观实验室、陈列室、工厂车间、开设实验,进行多媒体教学,组织现场教学等等,不断积累实践知识,激发求知欲。如机床工件的装夹方法的学习,可以让学生在现场进行装夹练习,提高学生的学习兴趣,使学生容易掌握不同形状工件的装夹方法。对渐开线齿轮的范成,可组织去工厂现场参观齿轮加工,对插齿、仿形加工过程进一步加深理解。对减速器的结构分析及装配,可使用生产实用减速器进行结构分析、拆装实验等。只有教师在实践教学中不断丰富,不断提高实践教学的能力,具有较高的创新素质,成为领头的创新者,才有利于促进教学相长,培养出创新素质的人才。 四、总结 根据社会和企业对机械类人才的需求,结合职业教育的特点,应遵循“以拓宽基础、注重实践为核心,以培养学生实践操作技能为主线,以新技术、新方法、新手段为内容”进行课程改革。这就要求在教学中,要整合教学内容,使之能够适应现代机械产品的设计以及制造的要求;拓宽基础、注重实践为核心,从多方面培养学生动手能力,培养学生实践操作综合技能,把所学的知识融会贯通,打破相关课程彼此封闭的学科界限,有利于发掘学生的潜力;在教学中要以学生为中心,为充分调动学生自主学习的积极性,采用讲授、实践操作、讨论和自学相结合的教学方法,充分利用学校教学资源,通过实践环节培养和提高学生的创新能力。总之,教师要认真钻研业务,拓宽思路,吸收本专业领域的新技术、新方法,吸收新的教学方法,大胆进行课程改革,更好的为技工教育服务。 作者:赵升彦 单位:陕西省建材技工学校 制造工艺论文:机械设计制造工艺综述 1、现代机械设计制造的特点分析 机械设计的制造的发展是与各种学科的发展分不开的。不仅是机械专业,还要应用到哲学、心理学、思维和智能科学的研究成果,现代应用数学和化学、物理学等的研究成果,机械电子学、控制理论与技术、检测技术和自动化领域的研究成果。尤其是当代广泛应用电子计算机,以及现代信息科学的飞速发展,促进了现代设计技术的理论方法体系的形成与发展。因此,相比于传统的机械设计制造,现代机械设计制造具有以下特点。 1.1传统的机械设计制造过于注重人的感性经验和主观态度,对人员的技艺和判断能力具有较高的要求。但是,由于计算机的广泛应用,从而能够制定出更多更快速的方法。现代传统的机械设计更加注重的是新的方法和经验。 1.2传统机械设计制造比较单纯地侧重于机械自身所要求达到的能力;而现代机械设计制造,更加讲究各个要素的配合。具体说就是:机械设计制造理念与所处的环境和人的需求相适应,充分考虑到人的生物性和感官等因素,并且周密考虑机械生命循环的整个过程,充分计算好从设计、加工到使用、修理、报废等与人和环境的联系,从而促进了可持续发展的实现,平衡了生产与环境之间的关系。 1.3传统机械的设计制造更加注重力学的作用,在设计制造的过程中,强调把握力学能力,而现代设计制造发展了这类效果,具有了更宽阔的设计的领域、更广的范围、更多样的手段。 1.4在传统的机械设计制造流程方面,在总的目标下,设计方案形成很多的层次,每一遍的方案经修改后进入下一轮,因此要消耗很多的时间和能源才可能完成一个设计,而选择的所谓的最好方案,也可能因为没有直观的感受而带有主观性。现代机械设计对于重复浪费的现象有了很好的避免措施,在计算机内直接输入数字和方案,从而得出立体图,设计人员通过内部数字的调整,就可以得到最佳的设计方案。 2、现代机械设计制造的创新 机械创新制造设计主要是指,设计者充分发挥创造性思维,对现有的科学技术成果加以利用,设计制造出新颖、实用、具有创造性的机械装置。机械创新设计制造技术与机械系统、优化、可靠性、计算机辅助、有限元等设计一起,构成现代设计方法学库,邻近学科的有利的设计思想和方法,有待于进一步的开发。随着人工智能、专家系统、认识和思维科学、人脑研究的发展,人们益受重视机械的创新设计制造。原因有二:一是专家系统、人工智能、认识和思维科学、设计方法学等提供了一定的理论基础;二是研究和发展创新设计,有利于对于人类的创造思维机理进行解释,又能够推动一系列科学的发展。 创新设计制造的内容主要包括两个方面:一是在生产生活中对现有机械产品的性能(技术性、可靠性、适用性以及经济性)进行改善;二是为了满足新的生产生活的需要,设计制造出新的产品。创新设计制造的核心内容就是,对于机械产品创新发明的机理、模式和方法进行探索,程式化、定量化地看待机械产品的创新设计制造过程。受地域广、人口等因素的影响,一直以来我国的机械工业保持着快速发展的良好态势,但这难以掩盖其发展方式过于粗放的问题。导致这一问题存在的主要原因是,对机械工业的发展政府的宏观调控不足,致使重复建设同类型的机械产业,且区域发展不平衡,核心竞争和经济效益都比较低下。因此,必须要改革机械工业发展模式,优先考虑机械工业质量的提高,坚持以集约型增长方式取代变粗放型增长方式。 改革开放以来,为了推动国民经济的快速发展,在很多的时候,我国的机械工业走的是世界采购、国内组装的发展道路,不但本土技术严重缺乏,而且严重制约着发展的规模和产品的效益,更是制约国内机械工业发展的最大瓶颈。鉴于此,在“十二五”期间,机械工业应抓住国家政策的扶持和引导的有利契机,加强开发基础技术、工艺和产品,打破传统的发展模式,促进主机与零部件行业相互配合和推进,实现二者的同步发展。坚持“绿色为先战略”,一是在机械工业生产的过程中,重视保护生态环境,最大限度地做到节能减排;二是在研发制造使用机械工业的产品的过程中,坚持保护环境和节能减排的目标,走绿色制造和循环经济的新型工业化道路。 3、总结 综上所述,在国家发展中机械设计制造占有很大的比重,作为一项参考标准,它衡量着一个国家的发展水平。但是在机设计制造领域,我国还存在着一定的问题,还需要付出更大的努力从根本上加以解决。 作者:王秀凤 单位:内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺学课程试题库的建设分析 试题库建设的原则 1.试题库包括的知识面要广、储存量要大课题组在收集课后习题以及该门课任课教师提供的试题后,经过总结和筛选编写了《机械制造工艺学习题集》。习题集中包括填空题、判断题、选择题、名词解释、分析题和计算题等各类试题,涵盖了大纲要求的全部内容。 2.要考虑到试题的难易度和区分度由于学生的基础、努力程度等各不相同,所以命题时要对区分度加以考虑,考试题目的难易程度要有梯次,这样就可以把各学生的学习效果区分开来。 3.题目各自独立,各题间不互相关联和重复每道试题都要经过仔细地推敲和审核,避免某题的文字和答案的表述为其他试题提供线索;题目的语意表达要清楚、简明扼要,措词应该严谨。 4.试题库应该具有准确性、实用性应以“边使用,边完善”为原则进行“机械制造工艺学”试题库的开发,使用户能方便地管理和维护试题库。用户应该能对题库中的试题进行修改、编辑和删除,能够任意寻找、过滤试题库中的试题。这样,通过用户的主动干预和程序的智能组合,能快速地生成练习和试卷,实现教学工作的智能化。 “机械制造工艺学”试题库建立的具体步骤 “机械制造工艺学”试题库的开发过程,既需要专业课任课教师对题库的内容和整体功能进行设计,又需要专业编程人员对程序的实现,需要二者密切合作,其中任课教师还要负责题库的测试和维护管理等工作。编程人员主要采用的软件为:可视化编程语言Delphi7.0、SQL server2008、Microsoft officeword2003等。在试题库的编制过程中,坚持准确性、科学性和实用性的建设思想。 1.试题的准备收集首先是教材中课后练习的筛选,由相关人员将那些知识要点突出、方法典型、综合性强的试题全部录入,现已基本完成。再者是收集项目组成员自编试题以及部分市售试题,项目组的每个成员都是有多年教学经验的教师,他们在长期的教学实践中都积累了大量的具有其独特知识热点的试题,因此要求每个任课教师都需提供一定数量的自编试题,要求试题的知识点要全面,类型要丰富,要做到从不同角度测试学生对各个知识点的掌握。然后,认真填写每道试题的试题卡片,题卡中应该包括的内容为:试题所属章节、试题题型、试题测试涉及的知识点、难度、解题过程及答案等。试题卡片制作完成后,应该按章节、类型等进行综合归类,并且对其进行排序和编号,同时编制试题检索目录,以便于后期的选择和查找。 2.试题库参数的确定首先通过多方面查阅大量的试题库建设资料,在此基础上通过对比选择试题类型、要求程度和试题难度共3个参数作为建库的参数。 (1)试题类型:主要包括两大类试题类型,即主观题和客观题。其中,客观题为单项选择题和判断题;主观题包括填空、名词解释、分析和计算题。选择、判断、填空、名词解释、分析和计算题的比例分别为10%、10%、15%、15%、20%和30%。 (2)要求程度:即试题内容应该能够反映教学大纲中所要求的程度,即了解、熟悉和掌握3个层次。要求了解的内容占10%左右,熟悉的内容占35%左右,掌握的内容占55%左右。 (3)试题难度:将试题难易度分为4个等级,即容易、中等、较难和很难,其比例为20%、30%、30%和20%。 3.试题库的开发编程人员利用Delphi7.0、SQL server2008、Microsoft officeword2003等软件,开发具有“机械制造工艺学”自己特色的试题库。 4.软件的管理与维护试题库的管理与维护是一个长期的过程,要边建设、边使用、边管理、边完善题库系统。 “机械制造工艺学”试题库的应用 1.应用对象选择机械设计制造及其自动化专业2009 级 (1)班参加传统“机械制造工艺学”考试,其考卷由授课教师出题;拟选择该专业 (2)班参加试题库随机抽卷出题考试。 2.研究方法两个班级具有相同的任课教师、相同的考试时间、相同的试题类型和相同的题量。在考试结束后,客观题利用计算机进行判分,主观题则是由教师按照统一标准对其进行流水判卷。然后对考试成绩进行统计学分析,看两个班级的成绩是否符合正态分布。 3.结果分析通过统计软件对两个班级的试卷进行统计学分析,包括对试题的难度、试题的信度、试题的区分度和效度等进行多方面的试卷分析,并且分析考试结果是否理想及其原因。考试结束后还要对参加考试的学生进行随机问卷调查,调查他们对考试试题的满意度以及建议。 4.题库考试评价体系试卷分析是考试管理中的最后一环,也是最为重要的一环,是对考试的深化和提高。只有在考试后不断地进行总结评价,然后将分析结果反馈到试题库中去,摒弃那些不合适的试题,优化题库,才能真正提高试题库的质量。 结束语 “机械制造工艺学”试题库的应用不仅能够培养学生刻苦学习的自觉性,提高教学质量,而且使试题管理工作变得更加高效便捷。试题库的应用有利于教师考核学生,还将有利于促使学生根据大纲内容仔细阅读课本,拓宽其知识面,深化其知识程度,锻炼其独立分析问题的能力。总之,试题库的建立和应用是现代教育的必然趋势,但是同时它也是一个不断积累经验、不断改进的过程。在今后的实践教学中将继续对题库中的试题进行检测与分析,不断调整试题参数,从而确保试题库的高质量。 本文作者:李宝玉 陈恒高 韩霞 戚增坤 李庆达 制造工艺论文:绿色制造理念机械制造工艺分析 摘要:现在随着科技的发展、工业水平的进步,人们的生活水平都获得了很大的提高,社会生产力也因此进步很快,但是工业的发展也给环境带来了一定的破坏,所以绿色制造这个理念也就应运而生了。绿色制造就是一种把对环境产生的影响也考虑在内的一种现代化的制造模式,这也是未来制造业的必然趋势。该文先阐述了绿色制造这一概念然后对一些基本类型进行分析。 关键词:绿色制造;机械制造;工艺技术;绿色设计 在人类进入现代工业化社会以来,面对的3个主要问题就是环境、人口和资源,这3个问题都不容小觑,人类面临的危机已经与日俱增,其中环境问题已经对人类的生存和进一步的发展带来了严重的威胁。机械制造业在持续进步,与此同时,也要开始重视对环境和生态的保护。要把对环境产生的影响和在资源上计算的效益都考虑在内,这样就形成了绿色制造的概念,对这一概念进行贯彻,对实现资源无害化和实现可持续发展都有着重要作用。 1绿色制造这一概念的含义 绿色制造是一个新兴概念,根据其所注重的理念,又有数个别的名称,比如清洁制造、环境意识制造和生态制造。绿色制造是指把对环境的影响和资源的有效利用都综合考虑在内,来贯穿产品的整个生命周期的各个环节,从正式制造前的原料提炼、材料选择和设计,到生产环节中的生产和包装,还有之后的使用、维修和报废回收,把对环境的污染和对资源的消耗都降到最低。这种模式就可以在实现经济效益的同时,也兼顾对环境和资源的保护。绿色制造理念下的制造工艺的基础仍然是传统工艺技术,首先同样是对产品的功能质量和成本进行确保,然后把环境和资源这两个因素都纳入综合考虑之中,产品在进行生产的整个周期都减少对环境的污染,同时对资源的使用和能源的消耗也压到最低。 2绿色制造理念下,工艺技术的几种类型 2.1对能耗进行降低的工艺技术 首先可以在降低能耗方面对加工工艺进行改造。目前降低能耗的主要办法一般是减磨或者采用低能耗的工艺。在机械做功的过程中,总是要消耗大量能量的。这些能量一部分会转化为有用功,但是其余的部分就会被作为无用功消耗掉了。而这些消耗的能量一方面是不必要,另一方面是会造成有害的损失。损失掉的这部分能量带来的害处是多方面的,首先可以因为摩擦损失掉一部分能量而造成精加工紧固带的下降;引起震动和噪音,进而对周围的环境造成污染,对工艺系统的安全可靠性带来破坏,在严重的时候对操作者的人身安全也会产生威胁。 2.2对资源消耗进行降低的工艺技术 在具体的生产过程中,我们也可以对生产工艺系统的诸多组成要素进行简化,从而达到节约材料的效果。想要实现对资源的节约,可以从两个方面入手,设计方面和工艺方面。首先在设计上,可以通过例如对设计技术进行优化等途径来对原材料的利用率进行提高,优化设计,减轻零件重量,简化结构以减少零件的数量。在工艺方面,可以依靠高新科技,刀具和材料选用新型规格,增强刀具的使用周期;逐步减少切削液的使用直至取消,以求减少加工废物的排量,来降低对环境的污染;并且通过新的技术对毛坯制造技术进行改良优化,以求达到加工余量的减少,综合以上因素共同促成原材料消耗的降低。 2.3兼顾环境保护的工艺艺术 在具体的生产进行中,也可以通过一定的技术来降低或者消除对环境和生产者有影响的物质,这种技术就是环境保护型工艺技术。通过输入,通过技术手段来获得输出,就是生产,在目标产品以外,生产加工过程中往往还会产生一些其他的物质,这些物质可能是废气,可能是废液,也可能是废渣和噪声,这些物质对环境和生产者都会产生不良的影响。从机械制造的设计阶段就开始进行全面管理,末端的治理技术也要重视起来,这样就能积极预防污染产生,可以有效达到保护生态环境的目的。 3绿色制造理念下,如何具体改造制造工艺 3.1以绿色设计理念为先导 在绿色使用技术进行研发时,研究人员需要进行注意的是要对产品的生命周期进行掌握,原因是绿色理念上的设计使用决定了产品的生命周期,这是机械制造过过程中较为重要的一环。绿色设计在概念体现上,也会被归类为环保设计、生态设计等。这些技术的研发直接体现了环境的生态设计与使用,会在设计的过程中将产品的功能发挥与使用寿命进行体现,绿色设计,顾名思义是让产品的生产与设计细节上彰显出绿色理念,可以让产品的使用并行性与可回收性得到体现。在对产品进行设计时,应该得到考虑的是让产品的结构与其他细节都可以得到科学的规划,让产品的各个细节都可以对环保的属性进行体现。但是在实际的设计过程中要将各个环节的衔接进行重点考虑,防止出现的误差过大影响机械的使用。 3.2选择绿色原材料 选择绿色原材料是实现绿色制造的前提条件。绿色制造理念下的原材料不仅要具备较强的适用性能,而且还需符合机械制造工艺基本特性的要求,并与环境保持良好的协调性。因此,在选择机械制造原材料时,应把握好以下几个事项。(1)尽量选择可再生的原材料,以便于及时回收,从而提高资源利率,实现绿色化生产和可持续发展。(2)尽量选择环境兼容性强的原材料,有毒、有害、辐射性强的材料尽可能不使用,以降低环境的污染性,减少产品毁弃物,提高材料回收率,确保生态系统的平衡。(3)尽量选择原料丰富,成本低、污染小的原材料,少选用价格昂贵、污染大的材料,以节约资源,降低成本,保护环境。 3.3采用绿色工艺技术,例如少无切削加工技术 该技术目前被广泛运用于机械工业中。随着各种新技术、新工艺的迅猛发展,精密铸造、冷挤压、直接沉积等成型技术在机械制造中的应用逐渐成熟起来,并逐步从接近零件形状向精密成形、仿形方向深入发展。采用这种技术代替传统的切削加工技术,对于不需要机械加工的成形件可直接使用,这样既能够减少传统毛坯制造时的能耗、物耗,提高资源利用率,同时又能够缩短产品的制造周期,降低产品生产费用。 3.4建立有效合理的监督机制 监督机制要形成立体的监督体系才能行之有效,系统外部之间的互相监督、系统内部进行自我监督、来自社会各界的监督和相关部门进行行政和法律层面的监督都很重要。其实立体的绿色监督机制又根据参与主体分为软硬两种,软监督一般强调以民众作为监督的主体,硬监督则是通过法律法规进行强制性监督。两种监督方式联合起来,几大监督角度组成立体监督网,才能更完善地实行绿色制造理念。 4结语 绿色制造这个理念已经在全世界范围内得到越来越广泛的重视,机械制造业的模式也会脱离旧有的传统制造模式,而向新颖的绿色制造模式进行转变。但作为一个新鲜的理念,绿色制造仍然不够完善,在技术上还需要进步,还需要有效手段来提升资源利用率、降低能源消耗、加强对生态环境进行保护,以求让机械制造这个行业更好地为社会进步起到自己的作用。 作者:郭昌鹏 单位:浙江省桐庐县桐君街道杭州技师学院机电系 制造工艺论文:机械制造工艺与精密加工技术的分析 摘要:机械制造行业是国民经济的组成部分,具体机械设备具有极高的应用价值,可以广泛的应用到诸多领域中。针对机械制造的解读,需要详细的展开机械制造工艺和精密加工技术的分析,旨在推动机械制造水平的提升,推动经济的发展和进步。 关键词:机械制造工艺;精密加工技术;焊接;切削 智能技术的发展,推动机械制造自动化水平的提升,也加大了机械零件制造质量与精确度的提升,极大的推动了机械制造行业的发展。然而,对机械制造工艺技术要求逐渐提升,使得传统机械制造工艺水平和零件精度不能满足机械制造的发展的需求,需要改进和优化。基于此,本文对机械制造工艺展开探讨,并详细的对精密加工技术进行阐述,具体内容如下。 1机械制造工艺与精密加工技术特征分析 分析机械制造工艺与精密加工技术特点,明确二者之间的联系和作用,为精密加工技术的有效应用和制造工艺优化奠定基础。(1)关联性。机械制造工艺与精密加工之间具有一定联系,借助精密加工技术可完成对机械制造工艺的优化,进而推动机械零件的加工质量和加工效率,满足行业发展的需求,规避质量隐患。二者的综合作用,可以推动机械制造企业的发展和进步。(2)系统性。机械制造工艺可以将诸多现代技术综合利用,有效的对工艺的各个流程进行优化,机械制造工艺中的精密加工技术应用,有助于推动机械制造成为一个完成的系统,继而推动机械制造的整体质量。(3)竞争性。经济一体化影响,使得机械制造工艺与精密技术受到市场的影响较为明显,进而优化的机械制造工艺与先进的精密技术有助于的推动制造企业提升产质量、生产效率,并降低生产成本,进而推动机械制造企业市场份额提升。 2机械制造工艺分析 现阶段,机械制造工艺复杂且逐渐借助信息技术,对提升工艺效率和工艺质量具有积极的作用。且需对不断优化的机械制造工艺展开解读,具体的制造工艺如下。(1)气体保护焊接工艺。焊接工艺是机械制造工艺中不可缺少的重要部分,为了避免焊接过程中,外界因素的影响,选择气体保护焊接工,可以起到熔池和促进电壶与空气的分离,进而保障焊接质量。通常情况下,考虑效益因素,可以选择CO2气体保护焊的方式,有效的完成对焊接物的保护,积极推动机械加工质量的提升。(2)搅拌摩擦焊焊接工艺。同样属于焊接工艺,且常用语大型生产线中,实现汽车、飞行器等的制造。且经过长期的实践研究,搅拌摩擦焊焊接工艺得到的完善和改进,可以更为有效的应用到诸多领域中。目前,搅拌摩擦焊焊接工艺具有材料消耗少,所需焊接温度较低的特点,具有较高的应用价值。(3)电阻焊工艺。这类工艺的具体实施中,将两个目标焊接件置于电极之间,借助焊接电流,实现对两个目标焊接件的接触区域的加热,且达到熔点后,目标焊接件表面的金属原子分离,并形成金属键,再由金属键的相互作用,完成焊接的目的。这类焊接方式焊接过程简单、效果明显,焊接成本、低效率高。(4)埋弧焊工艺。焊剂层与电弧的综合作用,完成对零件的焊接。现阶段,主要选择自动埋弧焊的方式。这类焊接工艺具生产率高、焊接质量稳定的方式,且不会造成弧光与烟尘的特点。具体的机械制造工艺中,需要结合具体的焊接需求,完成对机械制造工艺的选择,从而保障机械制造工艺的有效应用,降低质量隐患。 3精密加工技术分析 精密加工技术是完成对一些精度为1~0.1μm、表面粗糙度为Ra0.1~0.01μm的技工技术。精密加工技术属于一种先进的加工技术,可以有效的完成对各类精密零件的加工。(1)精密切削技术。所谓精密切削技术,是机械制造工艺中常用的精密技术类型。为了完成对精密切削技术精度的提升,需要先选择适宜的切削材料,且对诸多外界影响因素进行排除,从而保障精密切削技术的有效应用。对于机床设备,需要保障机床具有较好的刚度,不会受到零件切削过程中温度影响,产生变形的现象。此外,还可以通过增加机床主轴的转速。再结合精密定位技术和控制技术,推动精密切削的实现。(2)精密研磨技术。对于零件表面粗糙度在1~2mm范围的零件,传统抛光和磨削等技术不能满足研磨的需求。故此,选择精密研磨技术,可以有效的完成对这类零件的加工,从而使得零件的整体性能和精密度达到设计标准。(3)纳米技术。这类精密加工是机械加工制造中的重要技术类型,将物理和工程技术的有效结合。运用纳米技术可以有效的完成对硅片的加工,实现线条的布置。具体的精密加工中,需要结合具体的精度需求,完成适宜的精密加工技术,进而推动机械制造工艺的顺利完成,从而保障加工工件的整体质量。 4结束语 机械制造行业是社会经济中的重要组成部分,且机械制造的相关产品,充斥着人们的日常生活中。针对机械制造工艺的分析,详细对的具体的焊接技术展开解读,并根据具体加工原材料情况,选择适宜的焊接工艺。对于精密加工技术,是完成对精度高零件加工,其中精密研磨技术、精密切削技术和纳米技术等均是精密加工技术的基本技术类型,对推动机械制造企业的持续健康发展具有积极的作用与意义。 作者:焦亚男 刘雪 李洋 单位:山东五征集团 制造工艺论文:材料成型与控制工程模具制造工艺技术 摘要:目前我国制造行业面临着前所未有的发展前景,极大的促进了工业的进步与发展。材料成型与控制工程模具技术在制造行业中占有非常重要的地位,目前赢得了越来越多人的关注,很多新工艺、新技术开始应用于生产之中。基于此,文章主要针对材料成型与控制工程中金属与非金属材料成型加工技术进行了分析,希望可以为同行的研究提供一些参考。 关键词:材料成型控制工程;模具制造;工艺技术 相较于改革开放之前,当前我国社会经济发展水平显著提高,这无疑为制造业、工业带来了广阔的发展前景,特别是对于材料成型与控制工程磨具制造领域来说,很多新技术、新工艺开始涌现出来,引起了人们的关注。在现在这个科技不断发展的时代中,如果单纯依靠理论和实验来处理材料加工中的困难,是很难达到理想的效果的[1]。因此,计算材料方法开始引入到材料加工领域中,成为当下解决材料加工问题的一种有效手段。在具体问题的处理过程中,还应全面、系统的处理问题,完成理论与实验难以解决的工作。 1材料成型与控制工程概述 材料成型与控制工程需要要就材料结构、材料性能及表面形状如何改变、加热过程中材料可能受到影响的工艺等,在综合材料到产品设计开发领域中,材料成型与控制工程一直都是非常重要的理论与方法,在整个现代制造业中占据十分重要的地位。材料成型与控制工程需要对热加工改变材料宏观性能、微观结构、表面形状进行研究,分析结构、形状、性能改变过程中工艺因素对材料带来的影响,将成型设备、成型工艺开发及工艺优化的相关理论问题解决好,研究制造模具过程中的热处理、材料及加工方法等相关问题。目前我国很多工科院校都开设了材料形成与控制工程专业,同时该专业目前也是很多职业技术类学校开设的重要专业,主要培养学生的材料成型加工、控制工程、模具设计指导等专业知识,为社会输送应用开发、科学研究及工艺设计方面的技术类人才与管理类人才[2]。 2金属材料成型与控制工程模具制造技术 目前制造行业出现了前所未有的繁荣,促进了工业的整体进步与发展,其中材料成型与控制工程模具开始引发人们的关注,人们不仅关注这方面人才的培养,同时还将目光聚焦在了该领域出现的新技术与新工艺上[3]。 2.1金属材料一次成型加工 (1)挤压成型:应用该项技术时,首先需要将待加工的坯料放到模具中,进行加压处理之后再压力的作用下,预先加入模具中的坯料会发生变形,从而获得产品。利用挤压成型技术获得的产品,其塑性比较好,同时还不容易发生变形。(2)拉拔成型:首先应在模具中放入坯料,进行拉拔处理,预先加入的坯料在拉力作用之下会发生变形,通过加压产品。利用这种技术制成的产品,其变形阻力非常小,但是要注意,要想达到预期的拉拔效果,必须在生产过程中利用性能非常好的坯料才行。(3)扎制成型:该项技术在应用过程中主要是利用扎轮旋转力作用使坯料发生塑性形变,最后生产出产品。 2.2金属材料二次成型加工 (1)锻造成型:该技术可以通过自由锻造、模型锻造两种手段实现,其中,前者是指在压力机表面放置坯料,利用制作企业施加外界压力获得符合要求的产品。利用该项技术不需要模具即可完成;后者指在压力机表面放置坯料,利用模具的压力使坯料发生塑性变形,从而获得产品。应用该技术可以用来加工复杂形状的产品,因此目前已经将其应用于工业化生产之中[4]。(2)冲压成型:这项技术是指在压力机表面放置金属板材料,在压力作用之下金属板会发生塑性变形,将模具从金属板上分离开,最后得到形状、大小一致的产品。(3)旋压成型:利用旋压成型技术时,需要将板料放在芯模上,降板料压紧,板料在压力作用下随着芯模发生转动,进而出现一些塑性变形,最终获得形状、大小一致的产品,应用该项技术时所受的阻力非常小,产品的尺寸也相对较大,需要的模具也不是很复杂,但是该项技术的生产效率并不高。 3非金属材料成型与控制工程模具制造技术 非金属材料成型与控制工程模具制造技术主要可以从挤出成型、注射成型及压制成型三方面分析。 3.1挤出成型 挤出成型技术目前已经应用于工业制造领域,产品生产的连续化可以得到实现,同时生产效率比较高,获得的产品其品质也比较高,可以将其应用于多个领域之中。挤出成型技术应用的装置都比较简单,需要的设备投入也比较少,短期之内即可收回成本,且不会由于生产对环境造成污染,投入的人工成本也比较小,因此,可以将其广泛的应用于工业化生产领域之中。 3.2注射成型 注射成型技术的原理是在注射设备中放原材料,在注射设备中完成材料熔化处理过程,在相应模具中注射熔化以后的材料,然后对材料进行冷却处理,固化处理之后拆除模具后即可得到产品。注射成型技术可以应用于复杂结构产品生产领域中,提升大批量生产的生产效率与生产质量。 3.3压制成型 压制成型技术是指在特定模具空腔中放材料,然后加压处理,最后获得产品。但是该技术需要较长的周期,整体产品生产效率也不是很高。 4未来的发展方向 不久的将来精确成型加工工艺必须会成为机械加工的主要发展方向,特别是对于那些对工件要求较高的汽车生产领域中,精确成型必然会得到广泛应用。当今社会经济发展水平下,我们不仅要依靠理论、实验来解决加工过程中中面临的困难,同时计算材料方法也会更多的应用于材料加工中,利用这种方式可以更加全面的分析和处理问题,从而达到理论、实验不能达到的效果。 5结语 总之,当前市场对产生效率、生产力的要求越来越高,同时对机械产品的品质也提出了较高的要求,企业要想在市场竞争中发展,就必须不断发展生产力,在现有技术层面上进行持续的创新与改革,不断提升企业的综合竞争实力,这样才能更好的迎合市场的发展趋势,更好的促进机械制造领域的发展进步。 作者:余小员 单位:阳江第一职业技术学校 制造工艺论文:机械制造工艺的可靠性分析 【摘要】基于当前机械制造工艺的过程中存在的问题,文章对其问题的具体内容进行了分析,主要包括:缺乏系统性认识和全局的把握、缺乏严格细致的评定标准以及缺乏可靠的评定方法。此外,提出了机械制造工艺的可靠性研究对产品性能的工艺参数以及产品实用性方面的影响。旨在为机械制造行业相关建设者提供一些建议。 【关键词】机械制造工艺 可靠性研究 指标体系 工艺可靠度随着我国市场经济发展进程的不断加快,各个领域的建设迎来了发展的契机。机械制造业更是我国基础设施建设的支柱型产业,其行业间的竞争情况也异常激烈。部分企业为了快速提高自身产品的上市周期,从而降低了研发的周期。这种情况就导致了机械制造产品的质量每况日下,究其原因是制造工艺不合格的问题。文章对可靠性研究的重要性进行了阐述,其目的是引起相关企业的重视。只有将自身机械产品的质量提高上去,才是体现自身核心价值观的方法。 1进行机械制造工艺可靠性研究的重要性 机械制造工艺经相关专家学者进行的长期研究和实践后,不难发现其设备使用的耐用性与机械制造工艺的可靠性有着直接的联系。同样的机械制造产品,工艺的可靠性越高其设备的使用年限就越长。通过研究可以明确机械制造产品在使用过程中的缺陷弊端,进而进行改进以提升其设备的使用年限。事实证明,只要进行了可靠性研究的机械制造产品,其后期使用的维修次数和返厂周期就小,而且研究的时间越长其效果就越明显[1]。就目前来说,我国机械制造产品的可行性得到了大幅度提升,可靠性研究在其过程中起到了决定性的作用。然而,在机械制造的市场环境里仅靠可行性研究就想把其发展的劣势转变过来是不够的。这是因为在产品制造过程方面存在着诸多影响因素,其在很大程度上拖慢了我国整体机械制造市场的前进步伐。针对这一问题,仍要从可靠性研究进行入手解决,但需要扩大可靠性研究的范围以实现改善整体市场环境的目标。这一过程需要相关工作者做大量的机械制造行业内的信息数据分析,只有这样才能使可靠性研究的效果放到最大。除此之外,在研究的过程中不应只停留在机械制造的设计的阶段,还要对整个机械制造行业的工艺数据进行长期的分析。而机械制造工艺的不合理主要体现在生产阶段,而生产阶段又是占总制作机械产品费用的一半以上的阶段。因此,对这一过程进行可靠性研究是非常必要的。 2机械制造工艺可靠性研究对产品性能的具体影响 2.1工艺参数 机械制造工艺产品的可靠性主要体现在其能满足各种工艺参数的要求,这就意味着工艺参数对产品性能是具有最直接的影响的。进行可靠性研究时,不仅要对机械制造产品的参数进行分析还要对其设计阶段、生产阶段进行全过程的评定分析。这对于产品性能工艺参数方面来说只是其研究过程中的一环,但是研究旨在整体进行控制了以后才能对其工艺参数进行有效影响。这是因为工艺参数与产品质量之间是存在着复杂的联系的,具体表现为产品的工艺参数直接决定了机械制造产品的性能质量。 2.2产品实用性 在工业生产中进行机械制造设备的生产,其目的是利用这些工器具来代替人为所做不到的事情。换句话说,工器具是用来解决人类日常生产过程中遇到的实际问题的。然而,在机械制造产品的过程中,因工艺技术的不成熟,或者是工艺技术的低端使得产品的实用性得到了降低。在科技全面发展的现如今,出现这种情况的原因,一方面是企业进行机械制造的工艺本身出现了问题。这一原因就是硬件的原因,那么无论原材料的质量再怎么提高、施工参数怎么修改也难以将产品的质量进行改善。可靠性研究针对这种情况,首先分析出工艺问题所在,而后再将原本的施工工艺缺陷进行替换和处理。另一方面是因为在生产的过程中,所产生的残留物没有及时的处理干净,从而导致产品的次品数量增加。可靠性研究针对这种情况,也是分析出原因所在,对原机械制造设备的漏洞进行处理[2]。对于那些对精度要求不高的产品则可以不用对原机械设备进行过多的处理,只要进行适当的调整即可。 3机械制造工艺可靠性研究的存在问题 3.1缺乏系统性认识和全局的把握 在进行机械制造工艺的可靠性研究的过程中,存在着两方面问题,一方面是研究企业仅关注自身的经济效益缺乏一个系统上的认识。这就使得机械制造工艺的可靠性研究更多偏向使用者的使用效能,而不是提升机械制造行业整体的生产水平。而且,可靠性研究并没有形成一个良好的沟通机制,企业更多的从自身的角度出发,这就意味着当前机械制造工艺的可靠性研究存在缺乏对全局的把握的问题。另一方面是,现阶段我国对机械制造工艺的可靠性研究主要是在设计阶段。同样还是与上文提到的问题一样,其研究的过程存在片面性。没有对机械制造进行全面的可靠性研究,这就难以实现整个行业的综合性进步。设计阶段并不能决定机械制造工艺的全部过程,在生产、管理等方面同样会对机械制造工艺产品造成很大的影响。例如,就机械制造的生产阶段而言,其原材料质量的好坏、生产过程中的工艺规范以及生产机械设备的性能都是使机械制造工艺的可靠性降低的影响原因。因此,在对机械制造工艺进行可靠性研究的过程是要从制造的全过程来进行考虑的[3]。 3.2缺乏严格细致的评定标准 在对机械制造工艺进行可靠性研究的过程中,所遵循的技术标准是由国家和行业制定的。现阶段,大部分机械制造企业进行的可靠性研究所依据的评定标准还是相当缺乏的。究其原因,一是相关研究者没有对研究进行系统化的认识;二是对可靠性研究所依据的系统指标存在缺乏问题。目前我国进行机械制造工艺的企业所采用的加工标准大都是稳定度指数。它的优势是可以对生产过程中的某方面进行具体控制,其缺陷是缺乏对机械制造工艺全过程的整体考虑。所以,其很难做出系统的评定结果的。 3.3缺乏可靠的评定方法 对机械制造工艺进行可靠性研究是需要大量的信息数据的,这一过程中只有根据具有可靠性的评定方法才能对大量的信息数据进行细致的研究和准确的评估。对于大量信息数据的采集工作来说,并不是简单的获取过程而是需要相当长的一段时间对信息数据进行一定过程的梳理和收纳,这一过程是可靠性研究人员进行透彻分析、准确评估的有效保证。在这一过程中存在着两方面问题,一方是由于信息数据的采集时间要求过短,这就使得其过程中对样本核查的准确性得不到保障,最终导致信息导致数据的采集具有一定的局限性。另一方面,在研究的过程中,存在工作人员的工作态度不认真的情况。部分研究人员旨在研究程序上下功夫,真正对采集到的机械制造工艺数据进行分析的很有限,这些都是没有可靠的评定方法而导致的[4]。 4可靠性研究解决机械制造工艺问题的几个要点 4.1建立指标体系 建立机械制造工艺的指标体系,首先,要从统筹多方影响因素的角度入手。具体内容为:从最开始的设计到最后的售后,利用制度将这一所有过程进行可靠性运行保证。其次,企业制定的相关指标体系必须是科学的、健全的。只有这样才能保证机械制造工艺的可靠性。 4.2提高工艺可靠度 机械制造的工艺可靠度是行业内所有企业所追求的实际目标,也是最重要的目标。因为工艺的可靠度保证机械制造过程中无论发生材料上的变化还是过程上的操作不当,都可以通过一定的措施对其进行改善。而如果其可靠度不够,其他因素再怎么调整也是难以达到实际的生产目标的[5]。 4.3控制故障发生率 在机械制造的生产过程中,任何设备都会有出现故障的一天,使用方法以及维护手段仅能解决其中的过程问题。当机械制造生产的过程中,发生故障时是具有突发性的。但这并不是说这些故障是不能控制的,虽然不能对其进行杜绝但可以将突发性的危害控制在一定的范围内。这样一来,就不会对企业、施工人员造成不可挽回的损失。对其进行控制时,需要利用到可靠性研究的方法。其研究过程是发现问题、解决问题,其目的是处理问题、预防问题,这样的研究方式极大的降低了机械制造生产故障对使用者以及经营者的损失程度[6]。 4.4控制机械生产稳定性 在机械制造的生产过程中,其工艺可靠性的最大体现就是产品的稳定性和安全性。而故障的发生多出现在设备内部的耗损问题上,其极大的影响了生产制造的安全性。对其进行可靠性研究有利于保证机械制造企业的经济效益,还能够避免一线操作者在机械生产中可能造成的不可挽回的损失[7]。 4.5故障检修 根据上述内容说明,机械制造工艺在生产过程中的可靠性影响主要来源于设备内部的稳定性。这一过程完全可以通过对其故障的检查和维修来提供保证,这项工作内容完成关键就是时间。可靠性研究可以提供设备的损坏周期,企业就可以在周期内对设备进行合理的检查[8]。对于出现问题的设备进行及时的处理,这是预防故障出现的最有效也是最快捷的方法。如果等机械设备因故障而停止运作再对其进行解决,那么中断使用就会带来一系列的经济损失。这样一来企业就很难实现自身的经济效益,这就充分说明了可靠性研究对于机械制造工艺过程的重要程度。 5结语 21世纪,经济全球化进程已经悄无声息的进入了我国各行各业的市场运行中。机械制造作为我国重要的工业建设领域,其生产建设质量决定了我国经济建设的稳定性发展。然而,由于市场竞争的残酷性,部分企业陷入恶性循环的生产状态。这一问题的具体体现在对其生产工艺的不重视,从而衍生出一系列产品质量的问题。文章对可靠性研究进行了分析,并提出了可靠性研究解决机械制造工艺问题的几个要点。具体包括:建立指标体系、提高工艺可靠度、控制故障发生率、控制机械生产稳定性以及故障检修。其目的是为提高机械制造行业整体工艺技术水平。 作者:王晓宏 单位:陕西工业职业技术学院 制造工艺论文:机械制造工艺发展现状与发展趋势 摘要: 工业的发展是衡量一个国家贫富与发达与否的关键,而机械制造业在工业之中有着举足轻重的地位,机械制造自然离不开制造工艺,因此如何提高机械制造工艺水平也成为了制造业发展的关键。随着科技的进步以及经济的发展,一些产业的转型也很为重要,在此过程中,一些机械制造工艺中的弊端也随之显露出来,要实现机械制造工艺的发展,就必须设法消除这些弊端,使之顺应发展的潮流。从机械制造工艺当前发展现状入手,解决当前问题,并对未来的发展趋势进行了展望。 关键词:机械制造工艺;发展现状;未来发展趋势 机械制造工艺有着综合性、统一性和全球性的特点,是对一个国家机械制造业的衡量标准,尤其是随着经济全球化的发展,制造业也受到了国外产业的冲击,一些机械制造工艺的不足和缺陷也就展露无遗。提高机械制造工艺,促进其发展,不仅仅可以使得企业在在市场的竞争中占有一席之地,甚至是处于优势地位,更是可以提高国家的综合国力,促进国家科学技术的发展,在这一个大的层面上来说,机械制造工艺的发展是非常重要的。 1机械制造工艺的发展现状 1.1管理制度落后 管理机构就是一个企业的大脑,有着足够优秀和完善的管理机构才能促进企业包括工艺技术的发展与进步。然而在当下对比一些国外的企业,我国机械制造工艺的管理制度还是比较落后的,尤其是与西方发达的国家相比,管理模式存在一定的缺陷,而且管理模式的运行也是漏洞百出,这都极大地制约了我国机械制造工艺的发展[1]。而且一些企业在机械制造工艺的管理制度上只是有一个大概的框架,对于一些细节问题却视而不见,这也是导致我国机械制造工艺无法的突破性进展的原因之一。 1.2设定方法落后 科技的发展带来的影响是多方面的,当然也就包括对于机械制造工艺设定方法的影响。在计算机日益普及的新时代,运用计算机技术替代传统的图纸进行机械制造工艺方法的设定几乎成为了一个趋势,计算机设定方法有着简便易操作,而且也不用担心一旦发生错误的后果,而且用计算机进行运算可以极大地缩短时间,对于机械制造工艺的发展是很有帮助的。然而纵观当下我国的一些机械制造工艺的企业,仍然使用传统的图纸方法进行工艺设计的仍然不是少数。因此如何让这些企业脱离图纸,而是使用更为高科技的计算机作为辅助工具提高效率,这也是机械制造工艺发展面临的一大难题。 1.3制造技术落后 之前所说的管理制度和设定方法的问题说到底也只是一些侧面的问题,然而制造技术的落后则是我国机械制造工艺无法跟上世界潮流的一个最主要也是最直接的原因。如果不能实现制造技术的发展,纳闷机械制造工艺的发展也只能是一纸空谈,这也正是我国目前机械制造所要提起重视的一个方面。自古以来,我国重农轻商的理念就根深蒂固了,虽然新中国成立以后这种局面有了一定的改观,但是对于制造技术的重视程度仍旧没有足够的重视,导致我国制造业在以激光制造技术为代表一些轻加工微加工领域与西方的先进技术相比全面处于劣势,这也是我们在机械制造工艺的发展中需要学习和完善的地方。 1.4自动化技术运用欠佳 自动化对于机械制造业而言是一个不可或缺的技术,正确有效地运用自动化技术可以大大地节约时间,提高工作效率,而且对机械制造工艺的发展也会有着很大的推动作用。在一些西方先进的国家,自动化技术在企业尤其是在机械制造业的企业中是非常普及的,但是我国的一些机械制作工艺的企业对于这种技术则是不以为然,无法合理有效地充分利用这一技术,更别说将这一技术娴熟地运用到机械制造的过程中来了,这也是我国机械制造工艺相较于西方先进的工艺发展落后的原因之一。 2机械制造工艺未来的发展趋势 2.1集成化发展趋势 机械制造工艺原先分散的制造模式已经渐渐被集成化的制造模式所取代。传统分散的制造模式无法统一的实现大规模加工,而且对于机械制造工艺也无法做到全面有效的控制;相比而言,集成化的设计、加工、生产等诸多步骤都只需一次性的完成,这正是机械制造工艺高度自动化的表现,而且集成化的制造模式规模更大,连续性更强,更加便于统一的管理和加工[2]。这种集成化的发展趋势正是对于当前机电一体化重视的结果,这也有利于我国机械制造工艺的不断成熟和发展。 2.2微观化发展趋势 随着经济的发展和科技的进步,人们对于制造业产品的要求也更加趋向于细节化。消费者在购买一些制造业商品时,对于商品质量的要求越来越高,这也就要求机械制造工艺也要加大对细节重视程度,这也正是机械制造工艺微观化的发展趋势。加工手段的提升以及材料的进步正是可以有效地使机械制造工艺顺应这种发展的趋势,使得加工更加精密化,尤其是在一些精细加工的领域,完全可以充分利用当今非常流行的纳米技术进行加工,做到切实有效地提高加工工艺的精密程度,促进机械制造工艺的微观发展。 2.3自动化发展趋势 自动化技术可以有效地提高机械制造工艺的准确率和加工效率,因此在机械制造工艺的发展中,自动化技术理应不该被遗忘。自动化技术的应用可以大大解放劳动力,这种解放劳动力并不是指更多的人失业,相反,这可以让更多的人去完成更少但是技术含量更高的工作,可以进而大大地促进工作效率。而且自动化设备的应用在一定程度上也可以避免人为疏忽所导致的失误,对与机械制造工艺的发展也是大有裨益的。2.4数字化发展趋势数字技术作为一种新兴的技术,对于机械制造工艺的发展也是有着很大促进作用的。在制造过程中实现数字化能够保证生产的准确性和合理性,简化生产流程,确保机械制造地顺利进行,有效地提高机械制造工艺的水平;然而数字化不仅仅体现在制造过程中,在管理层面,可以有效地运用数字技术,及时地将一些机械制造的信息传送到管理者的手中,实现对机械制造实时有效的管理,防止一些管理疏漏情况的发生。可以说,实现数字化也是机械制造工艺未来发展的一个趋势。 3结论 精细化和自动化是今后机械制造工艺发展的一个大的趋势,因此要实现我国机械制造工艺的进步,使得我国机械制造工艺紧跟世界潮流甚至走在世界的前列,就必须大力发展科技,企业提高对于新兴科技的重视程度,管理也要做到有序尽责,制造技术做到创新和高效,全面实现机械制造工艺的现代化和数字化,提高对于细节的重视程度。相信在不久的将来,通过机械制造企业不懈的学习和努力,我国机械制造工艺一定会迈上一个全新的高度。 作者:刘庚 单位:沈阳化工大学科亚学院 制造工艺论文:现代机械制造工艺与精密加工技术 1前言 随着社会对现代机械制造业需求的不断变化,也需要对具有现代性特点及技术水平的制造工艺及精密加工技术水平相应提高并符合生产实际需要。在应用该技术的应用范围和深度我国还处于初步发展阶段,应通过进一步加强该技术的应用才能提高其发展水平。 2现代机械制造工艺与精密加工技术 2.1现代机械制造工艺。 现代机械制造工艺主要是从产品设计到应用服务全过程中综合应用制造、信息及现代技术,达到低耗质优及灵活清洁的生产目标,动态多变的市场提高竞争及适应力的制造技术。其工艺范围广泛,也具有较多种类。 (1)气体保护焊接工艺。气体保护焊接工艺主要是充分利用电弧介质应用气体对电弧和焊接区提供必要保护的一种电弧焊。在实际应用中最常采用二氧化碳作为气体介质,可有效降低成本,在实践中广泛应用。技术上具有迅速焊接、操作便捷、焊接过程实现自动化和机械化、几乎不产生熔渣、不具有较大的光辐射等很多优点,但对于设备具有较高的要求,也需要较大的投资成本。 (2)电阻焊工艺。电阻焊工艺主要是在两电极间压紧被焊工件,形成在焊接电流通过的接触表面及附近区域的电阻热升温至塑性或熔化状态,金属键一般都是由分离两表面的金属原子构成,在结合面形成共同晶粒的量比较充足。电阻焊焊接操作便捷、只需较低焊接成本、不需要较长时间加热、易实现自动化机械化并具有较高效率等优点,但也存在一些不足之处,如设备需要较高成本、无损检测方法不具备及难以维修等。 (3)埋弧焊工艺。埋弧焊工艺是在焊剂层下利用电弧燃烧而实现焊接的一种方法,通常有两种方式——自动和半自动焊接,但因半自动埋弧焊需将焊丝采用手动方法进行递送,目前已很少应用。该技术具有较高的生产率、基稳定的焊接质量、本不产生弧光及较少烟尘等很多优点,使其成为制造管段、压力容器、箱型梁柱等钢结构的首选焊接方法。选择准确焊剂碱度是应用中最关键的,以达到焊材技术要求。 2.2精密加工技术。 精密加工技术主要是指0.1μm~1μm加工精度,0.01μm~0.1μm表面粗糙度的一种先进机械加工技术。砂带消磨、精密切削、研磨、抛光成型磨具等都是应用相对较为成熟的加工技术,纳米技术是近年来逐渐应用的一种最新的精密加工技术。 (1)精密切削技术。精密切削技术在精密加工技术中是一种十分典型的技术,也是在机械制造中最常用的一种切削技术。在应用中应减少使用刀具、机床及工件,使机床提高运转速度,才能提高制造的机械产品质量。 (2)精密研磨技术。在加工制造中,精密研磨技术对于电路板硅片集成具有十分重要的作用,并随科技的不断发展,超精密研磨技术应用目前已逐渐成熟,在机械加工领域也日益表现出良好的发展空间。 (3)纳米技术。该技术是将不同技术学科交叉发展形成的一种产物,结合现代先进工程技术和物理理论,经不断发展研究,已逐渐成熟,解决了硅片上刻字等传统技术难题,其应用发展明显提高了信息存储密度,在机械制造领域具有十分高的应用价值。 2.3现代机械制造工艺与精密加工技术的应用。 现代机械制造工艺与精密加工技术不只是应用于机械制造领域,也逐渐拓展到冶金、电子等领域,但随着技术逐渐发展并呈现更新换代的形势,现代机械制造工艺与精密加工技术也将发展的更快更好,而社会也逐渐增加对机械产品的需求并提出更高的质量要求,在某种程度上也将推动现代机械制造工艺与精密加工技术的发展日渐成熟。我国工业化进程不断加快,现代机械制造工艺与精密加工技术也不断扩大应用需求,深入开展相关技术的研究工作,促进技术快速发展,对于加快工业化进程和促进社会进步发挥了十分积极地作用。 3现代机械制造工艺与精密加工技术特点 3.1全过程关联性。 在制造过程中都应用现代机械制造工艺,自研发机械产品阶段就开始应用,并涉及设计产品、制造加工及应用销售等众多环节。内在的联系性在各个环节中的技术都有所体现,也正是存在如此的关联性,所以各环节产生技术问题,都会影响到下个环节甚至是整个技术应用过程。在制造过程中,现代机械制造企业应全面掌握现代机械制造工艺以及精密加工技术之间存在的关联性,并将这几种技术相结合应用于整个机械制造过程。 3.2技术种类系统多样性。 上述几种技术之间在种类上存在计算机、信息、自动化以及系统化管理等技术的多样性和系统性。各种技术不能单独进行应用,大部分时间都应用的比较综合,在设计、制造、加工及销售机械产品等各个环节中贯穿这一多样性和系统性的应用。 3.3技术应用全球性。 在技术应用过程中,加入世贸组织后我国在经济及技术领域都逐渐接近世界的发展,经济全球化背景为促进相应技术的发展提供了巨大动力,但这也对我国科技发展和技术进步创造了难得的发展机遇。在目前技术竞争比较激烈的显示情况下,应积极努力不断提高现代机械制造工艺与精密加工技术水平,在制造机械技术方面逐步缩小与世界先进水平之间存在的差距,进而在激烈的市场竞争中不断提高竞争力。 结语 总之,通过以上分析,在机械制造业及工业化发展进程中,现代机械制造工艺与精密加工技术具有举足轻重的地位,关键在于深入应用现代机械制造工艺并扩大应用范围。而基于此更应提高对现代机械制造工艺与精密加工技术的重视程度,并不断改进创新该技术,使其为现代机械制造与加工行业的发展更好地服务。 作者:王向宣 单位:哈尔滨高科技创业中心
先进制造论文:先进制造技术发展研究论文 摘要:本文介绍了当今制造技术面临的问题,论述了先进制造的前沿科学,并展望了先进制造技术的发展前景。 关键词:问题;先进制造技术;前沿科学;应用前景 论文 制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中,制造技术的作用一般占60%左右。专家认为,世界上各个国家经济的竞争,主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。 1当前制造科学要解决的问题 当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面: (1)制造系统是一个复杂的大系统,为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力,必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果,探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义,而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统,以满足制造系统新的要求。 (2)为支持快速敏捷制造,几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面,在三维现实空间(3-RealSpace)中,都存在大量的几何算法设计和分析等问题,特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题;在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面,存在C-空间 (配置空间ConfigurationSpace)的几何计算和几何推理问题;在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(ScrewSpace)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题,其理论有待进一步突破,当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。 (3)在现代制造过程中,信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素,而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性,制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面,都还有待进一步突破。 (4)各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具,在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中,受到越来越普遍的关注,有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在:智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。 这些问题是当前产品创新的关键理论问题,也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破,可以形成产品创新的基础研究体系。 2现代机械工程的前沿科学 不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集,经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望,从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。 超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域,国内外已经做了大量的研究工作,但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究,但仍有许多关键科学技术问题有待解决。 信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学,由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此,与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。 2.1制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学 机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质,另一方面对制造技术本身加以改造,以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深,研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达,以进一步达到实现控制和优化的目的。 与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息,这一领域有如下主要研究方向和内容: (1)制造信息的获取、处理、存储、传递和应用,大量制造信息向知识和决策转化。 (2)非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。 这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物,构成了制造科学中的新分支--制造信息学。 2.2微机械及其制造技术研究 微型电子机械系统(MEMS),是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化,成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度,大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞;制造出3mm大小能够开动的小汽车;可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业,具有许多传统传感器无法比拟的优点,因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。 微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想,1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机,显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样,在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来,微机械的发展令人瞩目。其特点如下:相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功,体现了其现实的和潜在的应用价值;多种微型制造技术的发展,特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术;微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍,微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域,涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。目前对微观条件下的机械系统的运动规律,微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识,还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法,因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜,是亟待深入研究的领域。 2.3材料制备/零件制造一体化和加工新技术基础 材料是人类进步的里程碑,是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用,都会推进物质文明,促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中,世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的设计实现定量化、数字化;要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备/制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面,通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节,获得最佳的工艺方案,实现材料与零件的高效优质制备/制造;另一方面,根据不同材料性能的要求,如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等,研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等,研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法,如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理,突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制,加工过程不需要工具或模具,能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。 2.4机械仿生制造 21世纪将是生命科学的世纪,机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构),开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业,并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。 地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧,是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力,智能化延伸了人类的智力,那么,"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。 仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下,在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。 仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交",它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。 仿生制造的研究内容目前有两个方面: 2.4.1面向生命的仿生制造 研究生命现象的一般规律和模型,例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等; 2.4.2面向制造的仿生制造 研究仿生制造系统的自组织机制与方法,例如:基于充分信息共享的仿生设计原理,基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略;研究仿生制造的概念体系及其基础,例如:仿生空间的形式化描述及其信息映射关系,仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。 机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合,其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作,具有鲜明的基础研究的特点,如果抓住机遇研究下去,将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学,以及与生物工程相关的关键技术基础等。3现代制造技术的发展趋势 20世纪90年代以来,世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展,如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术(IMS)国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。 随着电子、信息等高新技术的不断发展,市场需求个性化与多样化,未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。 当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面: (1)信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合,现代制造生产模式会获得不断发展。 (2)设计技术与手段更现代化。 (3)成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。 (4)新型特种加工方法的形成。 (5)开发新一代超精密、超高速制造装备。 (6)加工工艺由技艺发展为工程科学。 (7)实施无污染绿色制造。 (8)制造业中广泛应用虚拟现实技术。 (9)制造以人为本。 先进制造论文:先进制造技术对生产的应用 摘要:先进制造技术水平的高低直接影响着一个国家的工业化进程,就目前情况来看,我国由于在起步上较晚,因此导致技术水平上与发达国家相比存在一定的差距,而为了加快先进制造技术水平提升,推动工业化进程,我国已将发展高端装备制造列入十二五规划中。本文主要介绍了先进制造技术的模式种类及在生产中的应用,希望能对在生产一线的工作人员提供一些有用的帮助。 引言 制造技术是当前社会以及未来社会发展的基本技能,是一个国家走向富强的关键,先进制造技术的提出源于美国,其为了提高国民经济增长与制造业的市场竞争力,研发了以计算机技术为核心,结合传统制造技术与现代信息技术演变而成的先进制造技术,它的运用,使得制造技术实现了优质、敏捷、低耗等优秀特点,并使得经济效益明显提高,像日韩这类发达国家,九十依靠着先进制造技术,维持着国民经济的平稳增长,而我国虽然作为制造大国,但是由于受到技术水平等方面的诸多限制,导致其进展缓慢,在学科间不断互相渗透的今天,如何加快先进制造技术的发展,成为了当下国人所要思考的主要问题。 一、先进制造特点介绍 1、先进制造技术内涵 制造技术自人来诞生以来就已经出现简单的雏形,期初由于对自然的认知不够,所以都是简单的手工生产模式,而在不断的演变中,随着学科间的不断相互渗透,使得制造技术逐渐摆脱了传统的手工为主生产模式,逐渐形成了以机械为主的可以实现产品量化生产的现代化先进制造技术。自第一次工业革命之后,各行业开始逐渐形成了自动流水生产线,从而开启了量化生产的大门,我们现在所使用的电脑、冰箱、汽车等很多东西,都是运用这种模式生产的。然而由于产品的单一性使其不能满足不同用户的需求,因此,人们又开始着手研发微机数控系统,柔性制造单元,柔性制造生产线等,较传统的制造而言,先进制造技术更加重视技术和管理的统一,重视制造过程中管理者组织和管理体制的合理性。 2、先进制造技术特征分析 先进制造技术具有先进性、系统性、集成性等特征,以以往的制造技术不同,先进性是其一个重要的特征,它是优化先进工艺,并与新技术结合,实现局部或系统的集成。并且针对不同的市场需求,具有一定的灵活性。另外,其具有一定的系统性,是在生产过程中形成的能量流、物质流和信息流等的系统工程,当然,还有集成性特征,它是将机械、电子、信息、材料和管理技术等融合一体的新兴交叉学科。 二、先进制造技术中关键技术 1、现代设计方法 现代设计方法是基于先进制造技术的基础上发展的,传统的设计方法,在加工过程中,存在切削力过大、刀具磨损严重等问题,且对技术人员的要求也非常的高,并难以保证产品质量,而现代设计方法运用了优化设计、人机工程设计、计算机辅助设计、工业产品造型设计等,使这些问题得到了妥善的解决,通过对刀具几何角度、切割方法进行分析,进行系统优化,灵活运用数控切削中螺纹加工循环指令等,发开新的加工方法,实现数控机床的二次发展。 2、先进制造工艺技术 先进制造工艺技术,是通过对各类零件特征分析,编制适合于不同零件的数控加工程序,并将其储存在PC机中,在数控机床加工时,通过输入对应的零件特征,生成适合于加工的该零件的程序。它在粗加工过程中可以提高生产效率,在细加工过程中,可以提高产品的精度,是实现优质、低耗生产的基础。 3、制造自动化技术 自动化技术与信息论、控制论、系统工程、计算机技术等技术都有着密不可分的关系,是一门综合性技术,且是一个动态概念,在工业发达的国家里,为了实现柔性自动化、知识智能化、集成化,因此在生产中主要采用数控机床、加工中心、柔性制造单元、计算机集成制造系统等,它的发展,大大降低了企业的生产成本,解放了劳动生产力,对推动制造企业发展有着巨大的作用。 三、先进制造技术在生产中的应用分析 1、柔性制造系统 柔性制造系统主要是由物料储运系统、信息控制系统和一组数字控制加工设备组成,是依靠计算机为基础,实行管理与控制的高度自动化加工系统,是可以运用于不同种类零件加工的机械自动化制造系统,主要包含柔性自动生产线、柔性制造单元、柔性制造系统三类系统,它的应用,提高了神杯利用率,使生产能力相对平稳、产品的质量提升等诸多优势。 2、虚拟制造技术 虚拟制造技术是在仿真技术、虚拟现实的基础上,对产品的设计、生产过程统一建模,从而在计算机上实现整个生产过程的模拟和仿真。它的应用大体分为四种,即虚拟企业、虚拟产品设计、虚拟产品制造和虚拟生产过程,它的应用,提高了生产过程开发效率,优化资源的利用,缩短生产周期,并可对产品按客户需求做出一定的更改。 结束语 终上所述,大力发展先进制造技术,对于推行我国工业化建设具有深远的意义,是提高我国工业化水平的重要手段,是提高我国国民经济的必要途径。 先进制造论文:汽车零部件的先进制造技术 随着人们对于交通出行需求的日益增加,汽车市场不断火爆。与此同时围绕汽车制造发展起来的汽车零部件生产也不断发展,随着新技术、新工艺的不断革新,现如今汽车零部件生产已经走上了“集群化”发展道路。对于汽车零部件制造来说,先进的制造技术能极大提高生产效率与质量,是汽车零部件制造企业不断扩大规模,降低成本的重要技术。目前来说,新时期的汽车零部件制造技术呈现崭新的姿态,这些先进制造技术正在推动我国汽车制造业的发展。 一、高效多品种的柔性化生产方式 汽车零部件制造技术为了适应市场变化与客户需求,逐步趋向高效多品种的柔性生产方式。如广州丰田与天津丰田配备的GBL(全球车身生产线系统),就能确保车身在焊接工位输送时可以进行不同车型的焊装夹具的来回切换。该技术的应用使得不占节拍的产品品种更换成为现实。并且再搭配以自动控制与自动识别装置、焊接机器人等,从而形成不同类型汽车连续混流生产的模式。再者如普遍应用的用来加工汽车零部件的数控复合机床、快调与快换装置、技术等,无不体现这一点,即通过不同品种零部件的混流生产,促使生产线生产时间缩短,提高效率。 二、更高效的零部件加工技术被广泛应用 高效化的制造与生产工艺在汽车零部件切削加工领域表现得尤为明显,具体表现为强力、快速切削及快调、快装及快进。随着高速切削机的进一步发展及使用性能更加优良的新型刀具材料,使得高速切削在汽车零部件制造加工中应用得更为普遍。不仅如此,一些具有高速移动与转动速度、刚性及动力性能极佳的机床的开发和自控技术的广泛使用,促使自动输送、快装、快调、自动检测等技术或装置迅速发展。上述技术的应用大大提高了汽车零部件的生产与制造。如GC4225刀片,采用新一代技术,赋予刀片抗破损性,避免刀片涂层的剥落,进而避免生产加工汽车零部件时可能带来的不可控风险。汽车制造过程中,必须对铝合金材质的发动机进行高速加工,因此应该根据铝合金不同的材质特性,选择正确的切削液,从而保证加工零部件的质量。不仅如此,正确切削液的选择还能有效减少切削刀具的损耗,适当延长其寿命。除了切削技术,在车身的制造与装配领域,也出现了各种新工艺与新方法。较为成熟的就是以电子控制为基础,将机器人与自动化装置相组合,从而保证产品质量的稳定,进一步提高零部件加工与生产的效率。 三、过程更加精益化 所谓精益化,指在利用先进技术加工生产汽车零部件时,确保人员、资金、时间、场地都控制在最小范围内,并且能够获得较大产出。简单而言就是低投入、高产出、高利润。当前形势下,汽车零部件加工中使用的各类先进技术都已趋向精益化。 四、绿色环保的零部件加工技术 随着人们对节能减排、可持续发展认识程度的不断加深,汽车制造技术开始向节能减排、节能环保方向发展,使得绿色汽车制造技术产生了巨大突破。这一方面的例子较多,如高强度钢板冲压技术、车身中频焊接、激光拼焊技术等,使得汽车轻量化成为可能。再如越来越多的汽车零部件加工中使用水溶性漆涂料,更有甚者一些企业在加工喷涂时利用2C1B或者2C2B技术工艺以便减少烘干喷涂的次数,为了取得良好的效果可能还会利用热量回收装置或者更节能的加热烘干设备进行工作。为了提升毛坯的精度,毛坯精化工艺被广泛应用,并且对零部件的机械加工余量相对减少,一些零部件甚至不需要多次粗加工,可以直接精细加工。另外,废旧的零部件可以作为毛坯再次加工制造,实现资源的重复利用。机械加工时采用干式切削的方式,利用水基冷却液或者中温常温清洗的方式替代原先使用的冷却油。 五、零部件加工智能化技术 这类技术多以强大的计算机运算能力作为支撑,从而实现对加工的零部件精度与质量进行控制。这类技术能够验证零部件加工的工艺方法,通过比较现实因素、加工时的流程、精度要求、工艺参数等数据,以便对其进行优化。智能化技术中以虚拟技术应用最为普遍,它可以迅速完成各类零部件加工工艺的模拟,如热加工的数字与物理模拟或者铸造充型凝固等。除此以外还有计算机控制管理系统的使用,从而实现对零部件加工生产过程的跟踪与监督,从产品源头保证质量,并能够做到故障检测与分析。计算机网络技术可以进行汽车故障的远程诊断,改善诊断环境,提高诊断效率。不仅如此,在加工零部件时还可以通过集中监测与分散控制系统对汽车零部件制造工艺进行全程跟踪,自动识别多种汽车零部件,提高效率。 六、结语 先进制造技术在汽车零部件生产与制造中的应用,能够极大地提高汽车零部件的质量,赋予其极大的防错能力。除此以外,保证汽车零部件具有一定的相似性,避免生产过程中因为时常更换模具而导致的型号不一,从而降低生产成本,提高生产效率。总的来说,当前先进的制造技术具有制造方式柔性化、工艺高效化、过程精益化及技术绿色化几个特点。我们要意识到目前先进制造技术还存在一定问题,技术人员只有不断研究,不断创新生产工艺,才能极大提高汽车零部件的质量,促进汽车零部件制造企业的发展。 作者:王海波 单位:湖南汽车工程职业学院 先进制造论文:先进制造技术班组管理的思考 一、企业车间的班组是企业经营层的决策得以有效实施的基本保证 班组管理既体现在企业产品的生产进度和产品质量,又是企业持续改进,实现整体质量控制和经济效益提升的保证。班组管理既要贯彻企业经营各方面信息,围绕生产班组与生产均衡任务,合理地组织人力、物力,进行各项管理活动,并要通过管理,合理调动、充分发挥全班组人员的主观能动性和生产积极性,更主要的是要以团结协作,最终做到按质、按量、如期完成各项生产计划指标。先进制造技术应用对企业的影响是全方位的,不仅仅是技术水平的提升,还要涉及到更广泛的组织层面的变革。班组是企业的最小生产组织单位,班组管理是企业管理中的基础。一个班组中的领导者就是班组长,班组长是企业中最基层生产管理组织的负责人,更是直接的生产者。班组工作的好坏直接关系着企业经营的成败。 二、先进制造技术被设计用来提高企业生产产品的效率 一方面,严格机械设备的安全操作规程,提高生产效率,降低生产成本,提高产成品质量,防止工伤和重大事故。先进制造技术的使用会对包括质量管理在内的企业管理活动产生影响,班组长要领导员工通过不断地创新并挖掘员工生产积极性、改进操作方法和管理流程,的同时,降低成本(原材料的节省、能源的节约、人力成本的降低),为按时按量地生产出更多更好的高质量的产品而努力。另一方面,先进制造技术与质量管理的目标存在一致性,即都是为了提高生产产品的效率。先进制造技术主要包括三个技术群:主体技术群、支撑技术群和制造技术基础设施。而其中的制造技术基础设施就包括质量管理等内容。先进制造技术的应用和实施,班组及其班组长综合素质的高低决定着企业经营的决策能否顺利地实施,影响着企业达到既定经营目标的最终实现。必会对企业的质量管理活动产生影响。班组管理基本内容是基础管理、基本要求是系统管理,基本形式是民主管理。班组全过程生产管理包括:生产与技术管理、劳动与设备管理、投入产出效费与产成品质量管理、经济核算、安全文明生产及思想政治工作。其管理的重点包括:抓好班组的各项管理制度,涉及:岗位责任、均衡生产、技术质量考核、设备工具维护保养、安全文明生产等制度;交接班与考勤制度、经济核算与民主管理制度、职业道德规范与思想工作制度;执行企业全面质量体系管理,不断完善科学的管理方法和手段。搞好班组的现场管理,一般来讲,就是要从岗位任务实际出发,坚持以人为本,对班组生产现场的各种作业条件与设备的使用状况进行分析,采用最经济、最有效的作业程序和作业方法,有组织地按照生产进度要求落实任务计划,实时对生产过程及其运行效果进行评价,不断推动班组工作的步步深入。 三、从企业层面来看,技术创新能力是企业提升竞争实力战胜 竞争对手的重要前提和保证企业自身创新(自身组织模式、人才结构、生产模式)的投入对班组管理提出新的全面的要求。依据先进制造技术及生产技术工作程序,班组管理应学习掌握运用先进设备、工装、原材料和技术工作及其管理方法,统一工艺操作,实行严格的责任制,每一个职工都应明确规定他们的具体任务,自己该做什么、怎么做、做好的标准是什么,应承担的责任和权利范围都心中有数。做到事事有人管,人人有专责,办事有标准,考核有依据。把同质量有关的各项工作同职工的积极性和责任心结合起来,形成一个严密的质量管理工作系统,一旦发现产品质量问题,可以迅速进行质量跟踪,查清质量责任,总结经验教训,更好地保证和提高产品质量。同时,通过技术练兵,使班组员工掌握操作的基本功,从而可以熟练地排除生产过程中出现的故障,杜绝产品质量缺陷的产生,取得生产的主动权。提高与产品质量直接联系的各项工作质量,提高与综合经济效益直接联系的各项专业管理工作的质量,从各个方面有力地保证产品质量的提高。质量管理的基本特点是增强满足质量要求的能力,实现持续的质量改善。只有通过不断的质量改善,减少资源的浪费与消耗、降低成本、提高产品质量,增强企业信誉,扩大市场占有率,才能不断提高顾客满意度,提高企业的竞争力。开展品质控制活动对于促进企业的管理的良性循环起到积极的意义及作用,在班组建立“品质控制小组”是班组管理质量改善的组织保证。对于提升企业全面质量管理也是相当重要的环节。降低消耗(物资资源的消耗,人力资源的消耗)是降低成本主要途径,更是提高经济效益的最大潜力所在。品质控制小组活动注重全员参与,灵活运用各种品质控制手法,提升员工发现问题、分析问题、解决问题的能力,增强人们的效率意识与节约意识,不断提高生产、服务效率,从而提高经济效益。把员工个人发展愿望集合成企业的发展动力,鼓励优秀的员工与企业一起成长,培养了员工对企业的忠诚度,与企业全面质量管理的理念是相符合的。品质控制在问题分析及解决方案上不可否认会用到先进制造技术与现代企业管理的许多数据,如何提取整理有效的数据,对于整个品质控制活动取得进展起到直接的作用,有利于提高全员参与的整体文化素质及组织协调能力。 四、结论 新一轮科技革命和产业变革凸显先进制造技术是企业的生命,而质量效益则是它的灵魂。先进制造技术应用后产生的组织变革可以通过质量管理与品质控制活动得到系统全面的体现。先进制造技术与质量管理的相互关系,先进制造技术的运用提高、质量的把关是靠班组管理及所有参与产品生产的员工共同做到的。 作者:胡登兴 王青山 单位:重庆电讯职业学院 上汽依维柯红岩汽车制造公司 先进制造论文:机械制造工艺先进制造技术研究 一、工艺技术人员良好全面技术工艺素质的培养 随着现代制造技术的进步,对工艺技术人员的全面技术素养提出全新要求,通过对制造技术研究人员开展定期的思想道德教育,并及时向他们传播最先进的制造技术,在每次培训过后,还应该制定严格的考核制度,只有顺利通过考核的人员才可以上岗。这样能培养出一批。努力培养出一批具备专业的工艺技术知识,保持高度认真负责的工作态度,高素质、技术硬、通管理的制造技术人员来完成产品的加工过程。这就需要工艺技术人员不断的学习新技术和新思想,学习现代先进制造技术、掌握最新的工艺加工理念以及完善工艺加工的方式方法。 二、加强对工艺技术人员的管理与监督,实现工艺标准化 机械制造企业的发展过程中,既要加大对工艺设计应用的技术支持,也要更加严格的对工艺技术人员的工作进行管理和监督,制定产品的质量的生产全过程追溯制度及产品的加工工艺设计应用步骤要求的会商制度,严格防止有残次品、质量过差产品的出现。生产工艺标准化是现代机械制造企业重点发展的目标,也是工艺技术工作的基本要求。工艺标准化工作是对现代机械制造企业的一个整体要求。工艺标准化工作不仅仅是工艺要达到标准要求,它包含整个企业的管理、纪律、以及加工的水平等都要达到标准要求。工艺标准化工作涉及到很多在工艺加工过程中的要求,这些要求都是根据以往加工过程中出现的问题和缺点来制定的。 三、现代机械制造工艺是实现制造技术创新的方向 市场经济的竞争实质是先进制造技术的竞争。先进制造技术是现代技术创新与工艺技术进步的典型代表,不仅体现了应用信息技术与系统管理技术的完美结合,更是新型制造单元技术创新的集成化。现代先进制造技术以优质、节能、环保、经济、高效为中心,在逐渐向基础制造工艺扩展。第一,先进制造技术已经被大范围的运用到机械制造领域,促进了机械制造工艺的进步,并对其他相关产业也有积极影响。第二,机械制造工艺不断革新,其重点内容又是先进制造技术。所以,先进制造技术和机械制造工艺的关系是相互促进,产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具(例如计算机辅助设计(CAD))以及工艺过程建模和仿真等。生产设施与装备、技术应用与优化、工具选用与工艺改进,甚至整个制造企业都可以采用先进技术进行有效地设计。虚心汲取国外先进制造技术,关注机械制造技术自身创新,合理采用先进制造技术。强化先进制造技术过程,全面开发包括技术装备、生产技术、管理体制、市场观念及人员调配等环节。通过积极的汲取过程不断丰富我们自身的制造技术,探索出最符合企业自身发展需要的先进制造技术,并带动相关制造业打下坚实基础。 四、推进绿色制造工艺、创新生产力的生产过程 先进制造技术“以人为本”的理念及对各种技术资源合理且有效地利用,保证产品能达到应有的性能和要求、产品具有良好的经济性等,这就使得先进制造技术所体现的绿色制造具备重大的经济价值和社会价值。绿色制造,是指全面考虑环境和资源因素,从原材料的选择、设计,生产的初加工、精细加工与装配,销售、使用和维修,直到报废回收再利用等产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小,对资源的消耗量最少,对环境的污染最小,并使企业经济效益和社会效益协调优化的现代制造模式。根据绿色制造的根本原则,综合考虑在机械产品生命周期中的技术、环境以及经济性等各种因素,机械制造工艺实现绿色制造,应着重考虑机械绿色设计建模;机械材料的选择;机械产品的可拆卸性设计;机械产品的可回收性设计;机械产品的成本设计;机械产品使用的安全保护设计;机械产品设计数据库和知识库的建立等方面的技术工艺设计。 五、机械制造工艺技术创新是实现绿色制造的保证 1、净成形制造工艺技术应用与创新。净成形制造可以节约传统毛坯制造时的能耗、物耗,大大减少了产品的制造周期和生产费用;2、干式加工工艺技术应用与创新。干式加工不仅简化了工艺、减少成本,同时还消除了冷却液带来的如废液排放和回收等一系列问题;3、工艺模拟技术应用与创新。运用计算机大数据技术,将形状构造的物理模拟,性能指标的数值模拟以及专家系统相结合,获取并确定最佳工艺参数并优化工艺方案,预测并验证加工过程中可能产生的缺陷和防止措施,有效控制并保证加工工件的质量;4、虚拟制造技术应用与创新。在虚拟制造环境下生成软产品模型来代替传统的硬样品进行实验,对其性能、可制造性及质量控制进行预测和评估,减少实型制造成本;5、废弃物回收利用技术的创新,实现生产方式从开式循环模式变为闭式循环模式转变。 六、结论 进一步培养机械制造工艺设计与技术人员的专业知识和能力、计算机辅助设计与仿真的使用能力以及实践操作能力,提升机械制造工艺设计力量;为机械制造工艺设计技术营造良好的高技术应用环境,围绕创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本,全面提升机械制造质量效益。 作者:饶建伟 严伟民 单位:重庆电讯职业学院 先进制造论文:发展先进制造业战略的思考 前不久颁发的《京津冀协同发展规划纲要》就天津城市功能定位做出了新的界定,首先做出了全国先进制造研发基地的概括,为理论界提出了新形势下探讨天津加快发展先进制造业的使命。 一、天津加快发展先进制造业的战略背景 在我国进入经济发展新常态和谋划“十三五”规划之际,推进加快发展先进制造业必须认清面临的新形势。 1.从世界看,新一轮科技和产业革命正在兴起,制造业的供给方加快向智能化和网络化转变,需求方加快向大规模定制转变,新技术应用和个性化需求相融合的趋势将孕育一批具有颠覆性变革的新产业、新模式和新业态,并向传统产业提出了加速升级的新标准。国际产业转移显现新态势,发达国家的再工业化指向高端产业链条。美国政府于2012年了《先进制造业国家战略计划》,实施“重振制造业”战略;德国政府在2013年推出了《德国工业4.0战略》,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新;日本政府在2015年通过了2014年版《制造业白皮书》,提出要转型为利用大数据的“下一代”制造业。发展中国家加快成为吸引和接收大量劳动密集型产业的基地。置于冲破后金融危机困境和迎接新产业革命前提下的新一轮国际分工竞争异常激烈,给各国提出了空前的挑战。发达国家的再工业化和发展中国家的低成本接收产业转移形成了“双重挤压”,成为中国今后产业经济发展亟需面对和破解的难题,也构成以制造业见长的天津面临的新课题和新机遇。 2.从国内看,在“十二五”期间取得新的成就和即将迈入“十三五”时期之际,中国进入经济发展新常态,经济速度呈现中高速状态,产业发展和结构调整展示新特点和新趋势,需要加快推动由中国制造向中国创造、中国速度向中国质量、中国产品向中国品牌的转变,制造大国正转向制造与服务并存并强的大国,技术引进和模仿创新阶段正转向模仿创新与自主创新过渡并存的时段。为了应对新一轮的产业变革和科技革命,顺应制造业转型升级的需要,我国在2015年了《中国制造2025》,形成了实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。各地区对产业优化升级普遍重视,加快发展战略性新兴产业,竞争更具高层性和更显激烈化。但是产业发展的环境要求更高,要素成本和资源环境约束日益强化,中低端的传统优势产业整体过剩,低端新兴产业潜力有限,高端人才和企业对区域发展环境需求更加高层多样。国家部署了优化经济发展空间的新格局,《京津冀协同发展规划纲要》赋予了天津发展的新地位和新任务,凸显了打造全国先进制造研发基地的使命,以深化改革为动力的自贸区和自创区的建设又提供了新的契机。这些都给“十三五”期间乃至更长时期内天津制定加快发展先进制造业的战略指明了努力方向,铺垫了新的条件,注入了动能和压力。 二、天津加快发展先进制造业的战略定位 面临新形势,应当思考区域产业发展的战略定位,这主要涉及该区域较长时期内产业发展在全局中的合理地位及其得以保持并发展的基本特征。在经济发展新常态下,为真正摈弃现行体制下存在的扭曲崇拜GDP的行为,又保持良好发展势头,发挥先进地区的带动作用,需要审时度势,既立足现实又谋求长远、拓宽视野就此问题进行探讨。从现阶段天津加快发展先进制造业标志性任务来看,应深入认识和突出把握建设全国先进制造研发基地的战略性目标。 1.弄清基地的意义。长期以来,天津曾为自身在全国特别是北方发展中的地位而自豪、纠结和奋斗,经历了近代史和新中国初期的北方经济中心、改革开放后的区域辐射作用逐步下降、新世纪被国家认可建设北方经济中心的变化历程。京津冀协同发展规划不再就津冀地区使用中心的定位,对天津采用了全国先进制造研发基地的提法,又引发了担心和不解。应当看到,作为一个大区域的发展规划,为了突破现存行政体制的局限,的确不宜在内部的多地继续命名中心,多中心即无中心。尤为重要的是,以发挥市场在配置资源的决定性作用为导向的改革将不断深化,城市经济作用的发挥越来越不取决于行政方式的指定,目标远大又难被认可的定位称号还不如贴近优势又自主奋斗的特色定位更为实际和可行,因此必须明确,建设全国先进制造研发基地是一个战略性任务,提升了天津制造的特色地位,由新区至全市,由北方至全国,使基地建设成为一个带动先进制造业发展全局和整体上台阶的重要机遇与抓手,对天津的发展影响深远。 2.认清基地的内涵。明确意义和有效行动都必须正确看待全国先进制造研发基地的含义,从全面意义上看可依次把握三个角度,分别为先进制造、研发、全国基地,核心是如何理解先进制造。由于先进属于相对意义的概念,若不陷入概念之争和避免学术考证,从中国实际情况和发展需要看,我国和天津的先进制造业均具有双重相对的含义。一是相对于现阶段国际发展水平,指基于或适应高技术(现阶段主要指新一代信息技术、智能技术、新能源技术、新材料技术等)的创新和发展而衍生出的新产业形态。如,至少属于我国的战略性新兴产业的7个领域,进一步说应瞄着德国提出的工业4.0,或美国提出的先进制造。在技术上体现先进性是其最重要和最根本的特征。二是相对于现阶段国内发展状态,指运用先进技术改造后的传统制造业,是传统制造业升级换代的结果,传统制造业的高级化。欧美国家已经完成了工业化进程,先进制造业以新一代信息技术、高端装备、新能源、新材料等新兴产业为主,突出智能化。我国仍处在工业化进程中,传统产业和资源型产业比重较高,先进制造业需以发展高技术产业和改造提升传统产业并重,突出规模、质量、效益、品牌,因此必然与传统制造业紧密相连,包括制造业的升级版,即保留了基本躯干却更换了技术心脏的产业形态。在技术上保持不断更新性是其最明显和最基本的特点。准确把握我国现阶段先进制造的双重特征,会进一步帮助我们知晓发展先进制造业的必要性和着力点,有利于确定天津的工作内容与任务。研发基地的特点表明,天津的先进制造业必须和生产服务业协同和融合发展,凸显先进技术的研究发明特别是将其转化为产业的功能,这与衔接北京的科技中心作用和发挥天津的制造业优势紧密相连,显示了天津制造基地的特色与层次。全国基地则说明了天津建设的基地在发挥功能方面不局限在京津冀和北方地区,其性质和地位都得到提升,扩大至全国范围,这更说明对此方面基地建设的定位与前景不能低估。 3.理清基地的考量。从我国发展制造业的历程和成就看,事实上的基地已很多,既有特色专项的又有较为综合的,后者如珠三角、长三角地区等,都是被公认的。然而长期以来对制造业基地的评价标准却没有统一规范,往往从数量方面去判断,学界探索了一些指标体系,还形不成一致认识。这直接关系到如何看待天津建设全国先进制造研发基地的标准及其意义。长期以来,天津制造业发展有着很好基础和重大成效,近些年在数量和质量方面更是有了很大发展,从这种意义上说,已形成了全国尤其是北方的工业基地。然而从新形势新要求和我国实现制造强国的战略目标看,天津建成全国先进制造研发基地的任务仍然艰巨,需要从数量规模、结构水平、创新能力、质量效益、两化融合、绿色发展等方面设计一个评价系统与指标体系,这还是一个新的艰巨课题。 三、天津加快发展先进制造业的战略举措 总的说来“,十三五”时期可围绕建设全国先进制造研发基地这一目标努力做到:两个对接、三个前提、四个任务、五个保障。具体设想主要有: 1.两个对接。确定发展战略时,一是要对接京津冀协同发展规划。建设全国先进制造研发基地是这一规划赋予的使命,现阶段谋划基地建设必须与贯彻其指导思想、整体设计、重点突破紧密衔接,特别是落实三地产业协同发展的部署。二是要对接《中国制造2025》。《中国制造2025》提出了我国制造强国建设三个十年的“三步走”战略。作为第一个十年的行动纲领,立足我国转变经济发展方式实际需要,遵照创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展、人才为本的原则,明确了十个重点发展领域。只有瞄准国家建设制造强国的规划来设计天津先进制造研发基地的建设任务,才能保证建设水平与实效。 2.三个前提。一是以提升发展理念为前提。要进一步强化高端、质量、协同的观念。在制定规划、确定重点时敢于追求高端,以瞄准世界制造业的先进水平为努力方向,以认识、适应、引领经济发展新常态谋划布局,以建设京津双核驱动的世界级城市群搭设平台,绝不错过天津实现超越的新机会;对于先进制造业的产业选择与升级,既具有规模要求,更重视质量标准,全力打造引领全国的高水平制造基地;勇于破除狭隘合作的观念,真正确立“一盘棋”的协同共赢理念,以长远目光、全局视野、开放胸怀、相融姿态与京冀地区共同突破产业同构窘况。二是以用好五个机遇叠加为前提。切实把握好京津冀协同发展战略赋予天津建设全国先进制造研发基地的契机,充分运用好自贸区、自创区、一带一路战略的新机遇和滨海新区开发开放的综合优势。三是以求实的态度和行动为前提。真正弄清世界先进制造业的发展态势及其对天津发展的长期影响,我国经济发展新常态新的要求及其赋予天津发展先进制造业的应有地位,深刻认识天津先进制造业特色优势和错位空间、严峻挑战和客观局限,实事求是地评价天津先进制造业的水平,处理好世界高端、国内高水平与天津制造业发展现状的矛盾,制定分步实施的方案。 3.四个任务。一是加快结构调整。做到强力发展新兴产业与积极推进传统优势产业升级共同布局,双轮推进,打造产业转型升级的“双发动机”。加快高端装备、新能源汽车、智能机器人、3D打印、大数据等新技术、新模式、新业态、新产业的发展,积极以“互联网+”推进钢铁、石化、轻纺等传统产业的改造提升,将两大类产业共同设计,协调推进。调整结构必须以新一代信息技术和智能制造产业为发展重点。发展新兴产业要基于国情区情。从世界看,美国提出了产业互联网,德国提出了工业4.0,均与其现在发展基础和优长密切相关。天津的发展基础和目标是先进制造业,在北方具有发展智能制造的综合优势和潜力。而且智能制造业正是建筑在新一代信息技术与制造技术融合的基础之上的,可以带动云计算、大数据、物联网等技术和产业的发展,符合我国两化深度融合的战略。为此可按照产品的智能化、装备的智能化、生产的智能化、管理的智能化、服务的智能化思路,发展智能汽车、智能服务机器人、智慧家庭、智慧健康等产品,再塑制造业竞争新优势。二是强化创新驱动。推动工业发展由要素驱动向创新驱动转变,以建设国家自主创新示范区为龙头,加大推进科技创新力度,以市场为导向、产学研相结合,攻克一批关键核心技术,实现“天津制造”和“天津创造”的双层驱动。充分发挥京津冀协同发展的优势,既采取更有力度的举措加强自主创新,又善于发挥北京科技创新中心的作用,快速弥补天津创新力量的不足,发挥产业转化的功能,培育一批拥有自主核心技术的高端产品,打造规模大、数量多的天津品牌,形成高端产业的领军地位。三是优化集约集聚。加快推进产业进园、进区、进链、进平台,聚集高端科技要素,培育一批新兴产业链、产业集群和龙头企业,充分依靠京津冀协同发展的新条件,努力打造创新主体集聚区、产业发展先导区、转型升级引领区、开放创新示范区,形成产业聚集、效益提升新优势。四是推行绿色制造。实施工业制造绿色化战略,加大力度攻克绿色制造基础理论与共性技术、提升传统产业能效与资源利用率的技术与装备水平、发展和培育绿色化新兴产业的支撑技术与装备,着力降低单位消耗,让发展与资源环境承载能力更加适应,坚持环保集约节约发展,使基地率先走出一条绿色、循环、低碳发展的路子。 4.五个保障。一是科学制定发展规划。建设国家先进制造研发基地,必须做到规划先行。按照国家对天津新的定位,结合“十三五”规划编制发展先进制造业中长期发展规划和实施意见,对接全国先进制造研发基地规划。要注重与京津冀协同发展规划全面对接,明确各个集聚区和园区的特色定位,统筹布局,着力改变无序招商,盲目竞争状态。二是深化体制机制创新。全面深化改革是建设全国先进制造研发基地的根本动力,建设天津自由贸易试验区,是我国在新常态下推进改革开放的重点举措。要以此为契机,开展制度创新,加大开放力度,以深化改革开放为产业优化升级提供制度条件。注重加强新型产学研联盟建设,发挥社会组织的作用,服务新兴产业的创新,努力使灵活多样的民营企业成为发展新兴产业的主力军。三是完善激励扶持政策。制定并发展先进制造业产业导向目录,推出创新激励政策。特别要加大对先进制造业发展的金融支持,加强知识产权保护。四是加大队伍建设力度。人才队伍建设是转向创新驱动的根本保障。在充分发挥现有人才作用的同时,瞄准产业定位着力聚集产业创新的领军人才,围绕科技创新加快创新人才引进和培养,以人才带项目、带资金、带创新,构建覆盖人才成长链条的政策扶持体系。同时激发大众创业、万众创新的活力,拓展人才队伍,打造产业发展新引擎。五是营造良好发展环境。促进创新创业的良好环境,使市场在新兴产业形成和发展中发挥决定性作用。完善法制建设,为人才大胆创新创业免除后顾之忧,在全社会营造鼓励创新、宽容失败的良好氛围。加大新兴产业知识的培训和普及,夯实先进制造业发展基础。 作者:李家祥 单位:天津师范大学经济学院 先进制造论文:先进制造技术及其在机械制造业中的应用 【摘 要】先进制造技术对我国机械制造业发展有着非常显著的促进作用,是我国国民经济发展速度得以进一步加速的重要核心。本文就先进制造技术进行简要分析,并在此基础上重点分析了先进制造技术在机械制造业中的应用,希望能够为我国机械制造业的发展和国民经济的增长带来一定帮助。 【关键词】先进制造技术 机械制造业 应用分析 随着现代科技的不断发展和创新,先进制造技术在机械制造业中的应用日渐普及,但是需要注意的时,现代人们对先进制造技术概念还缺少着一个统一的认识,从而也就形成了很多不必要的误区。先进制造技术的应用和发展,会对机械制造业的发展带来很大的促进作用。一方面,先进制造技术的技术理论,在机械制造业中得到具体应用和实现,能够促进机械制造业的快速发展;另一方面,机械制造业因为自身生存雪球,诸多新工艺和新技术的出现也能够让先进制造技术的理论得到丰富和发展,从而促使其应用范围得到进一步扩大,逐渐推广到其他制造领域中。 1 先进制造技术的概念分析 先进制造技术起始于二十世纪八十年代末,其是由美国学者结合当时美国制造业所遭遇的危机和机遇,通过全面、深刻的分析其在制造业中存在的一系列问题,对国民经济中制造业的地位和作用重新得到认识之后所提出的一种全新理念[1]。而随着现代计算机信息技术的快速发展,在很大程度上行促进了制造技术的快速发展,促使现代制造技术得到了进一步创新改革,相对于传统制造技术而言逐渐发生着重大改变,先进制造技术思想也就是在当下的社会局势下逐渐衍生。先进制造技术概念一经提出就获得了诸多国家的普遍认可,如日本、欧洲各国等,并结合此技术将一系列发展技术制定出来,以此来对先进制造技术的发展予以强有力的支持。近几年来,先进制造技术发展和应用的重要性和必要性在我国也逐渐得到了充分认识。 从当下理论界而言,尚海没有出现一个关于先进制造技术的公认的严格定义。而笔者认为先进制造技术属于一种技术群,其是以计算机技术为核心,对信息、草料以及能源和环保等高新技术和现代管理技术进行综合运用,然后将其运用到制造全过程,如产品设计、加工以及生产管理与销售等上的一种制造技术总称。先进制造技术的特点主要可划分为四种:第一,先进制造技术并不是某种具体技术,而是一种技术群,且这种技术群并不是始终一成不变的,而是具有一定的动态化。第二,先进制造技术不是一种只是指制造过程中的一种技术,而是在产品设计、制造、生产管理以及营销的所有制造过程中予以落实贯彻。第三,先进制造技术是一种技术群且具有着一定程度的综合性特征,其融入了诸多专业学科中的先进技术。第四,先进制造技术的核心在于计算机技术,其是以计算机技术为依据的一种先进技术。 2 先进制造技术在机械制造业中的应用 2.1 在产品设计开发过程中的应用 在机械制造过程中现代设计的思想和方法已经在机械产品的设计、开发等过程中得到了广泛应用,诸多现代设计方法和技术,如:绿色设计、计算机辅助设计、虚拟技术、可靠性设计以及并行工程等,促使传统设计思想和方法逐渐开始发展改变。从设计内容的角度上讲,传统机械产品设计的设计过程主要可分成三个层次,及方案、技术以及工艺设计,其设计的内容存在一定的局限性[2]。而现代设计的内容已经延伸到了产品制造的全过程的全面设计,如产品规划、制造、检验、销售以及维护和回收等。而从设计方法的角度上讲,传统设计的主要示结合所积累的经验、单一化的知识以及滞后的生产设计工具来实施,而现代设计则是在计算机辅助技术的基础上,以多种学科及技术手段为核心,让并行化、最优化以及精确化的设计过程得以实现。 2.2 产品制造是所衍生出来了一系列新工艺和新技术 机械制造工艺主要是指将原材料和半成品,加工制造成机械产品的一种方法和流程,在机械制造的整个过程中有着非常重要的作用。在其制造过程中,随着日渐渗透进来的先进制造技术,再加上生产的实际需求,已然衍生出来一系列全新工艺和技术。例如:在毛坯制造上,近几年来涌现出来了诸多高新技术,包括钢液精炼和保护成套技术、高效金属型铸造工艺及设备、新型焊接电源及控制技术以及激光焊接与切割技术等。从机械加工角度上来看,有精密加工、超精密加工技术,难加工材料的切削技术以及复杂型面的数控加工技术等。从热处理上看,有可控气氛热处理、真空热处理、激光表面合金化等先进技术。从自动化生产角度上看,机床数控技术、工业机器人、传感技术以及集成制造技术等已经得到了较为广泛的运用。这些应用技术,不仅能够让机械制造本身的需求得到有效满足,而且也能够对先进制造技术的体系发展和建设带来一定的支持作用。 2.3 先进制造技术让企业组织管理模式得到创新 在大批量生产模式下,企业组织管理模式大都是以功能专业化为主,通过对刚性生产线进行运用,让各个部门都能够严格执行自身的职责。而随着先进制造技术的渗透,促使现在制造业的生产模式正逐渐转变成中小批量生产模式,由此也就促使企业的组织和管理模式不得不进行针对性的创新和改革[3]。首先,使其从传统的顺序工作方式逐渐转变成并行工作方式;其次,从组织形式上功能划分部门的固定形式逐渐转变成小组组织下的动态、自主管理形式;第三,从金字塔式的多层次生产管理结构转变成扁平式网络机构;第四,从质量为主的竞争战略转变成迅速响应市场的竞争战略;最后,从以技术为核心转变成以人为本。 3 结语 综上所述,先进制造技术是制造技术领域中的一种创新和改革,其为制造技术的发展带来了新的机遇和挑战,为传统机械制造业输入了全新的生命力,进一步促进了诸多相关产业的快速、稳定、可持续发展。 先进制造论文:浅谈现代先进制造技术 摘 要:制造业在国民经济中起着重要的作用,其发展对一个国家的经济、社会及文化的影响十分巨大和深远。随着科技的进步,制造业中现代加工技术不断地创新,突出的特点就是加工的方法与传统的方法所不同。 关键词:先进制造;自动化技术;信息技术 先进制造技术是在传统制造的基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,它不是一般单指加工过程的工艺方法,而是横跨多个学科,包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术,涉及到设计、工艺、加工自动化、管理及特种加工等多个领域,并逐步融合与集成。 一、先进制造技术产生背景 先进制造技术计划是美国根据本国制造业面临的挑战和机遇,为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长,首先提出了先进制造技术的概念。此后,欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。人们往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。 二、先进制造技术的关键技术 一是成组技术。在机械制造工程中,成组技术是计算机辅助制造的基础,将成组哲理用于设计、制造和管理等整个生产系统,改变多品种小批量生产方式,获得最大的经济效益。 二是敏捷制造。敏捷制造是借助于计算机网络和信息集成基础结构,构造有多个企业参加的“VM”环境,以竞争合作的原则,在虚拟制造环境下动态选择合作伙伴,组成面向任务的虚拟公司,进行快速和最佳生产。 三是并行工程。并行工程(CE)是对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。在传统的串行开发过程中,设计中的问题或不足,要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现,然后再修改设计,改进加工、装配或售后服务(包括维修服务)。而并行工程就是将设计、工艺和制造结合在一起,利用计算机互联网并行作业,大大缩短生产周期。 四是快速成型技术。快速成型技术是利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型,并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型。随着计算机技术的决速发展和三维CAD软件应用的不断推广,越来越多的产品基于三维CAD设计开发,使得快速成型技术的广泛应用成为可能。快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型(雕刻)、建筑模型、机械行业等领域。 五是虚拟制造技术。虚拟制造技术以计算机支持的建模、仿真技术为前提,对设计、加工制造、装配等全过程进行统一建模,在产品设计阶段,实时并行模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响,预测出产品的性能、产品的制造技术、产品的可制造性与可装配性,从而更有效地、更经济地灵活组织生产,使工厂和车间的设计布局更合理、有效,以达到产品开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最高化。 六是智能制造。智能制造(IM)是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。它强调通过“智能设备”和“自治控制”来构造新一代的智能制造系统模式。因此,智能制造技术的研究开发对于提高生产效率与产品品质、降低成本,提高制造业市场应变能力、国家经济实力和国民生活水平,具有重要意义。 三、常见先进制造加工技术 一是精密、超精密加工技术。它是指对工件表面材料进行去除,使工件的尺寸、表面性能达到产品要求而采取的技术措施。当前,纳米加工技术代表了制造技术的最高精度水平,超精密加工的材料已有金属扩大到了非金属领域。根据加工的尺寸精度和表面粗糙度,精度加工可大致分为精密加工、超精密加工和纳米加工。 二是精密成型制造技术。它是指工件成型后只需少量加工或无须加工就可用做零件的成型技术。它是由多种高新技术与传统的毛坯成型技术融合而成的综合技术,正在从近净成型工艺向净成型工艺的方向发展。 三是特种加工技术。它是指利用电、磁、声、光、化学等能量及其组合施加在工件的被加工部位上,从而达到材料去除、变形、改变性能等目的的非传统加工技术。 四是表面工程技术。它是指采用物理、化学、金属学、高分子化学、电学、光学和机械学等技术及其组合,提高产品表面耐磨、耐蚀、耐热、耐辐射、抗疲劳等性能的各项技术。表面工程技术主要包括热处理、表面改性、制模和涂层等技术。 我国制造科学技术有日新月异的变化和发展,为了迎接新的挑战,必须认清制造技术的发展趋势,缩短与先进国家的差距,使我国生产的产品无论是质量、效率,还是品种,都有较强的市场竞争力,因此,对先进制造技术研究和实施是刻不容缓的重要任务,以实现我国机械制造业跨入世界先进的行列。 先进制造论文:以创新推动河南先进制造业发展 先进制造业位于制造业高端,具有技术先进、制造模式先进、组织架构市场网络化等特点。从实践中的成长路径看,先进制造业既包括用先进制造技术、新一代信息技术和现代管理技术等改造提升传统制造业形成的先进制造业,如数控机床制造业、精品钢材制造业等,也包括一些突破性技术创新及产业化形成的新兴制造业,如增量制造(3D打印技术)、生物制造、微纳制造等。可以看出,创新在这两类先进制造业发展中都是核心和关键所在。先进制造业在国家和区域经济发展中往往起着先导作用、占有重要地位,因此,必须让创新为河南先进制造业发展插上腾飞的翅膀,实现制造业的跨越发展。 一、 推动河南先进制造业创新发展的制约因素分析 (一)创新发展意识不足 中原传统文化带来的“小富即安”“求安稳、惧变革”心态均不利于河南企业开展技术创新和企业制度变革。在新科技革命和新工业革命来临之际,河南多数企业对重大技术路线变革、产业组织变革和商业模式创新缺乏应对意识和策略,甚至一些企业主至今没有意识到由投资驱动向创新驱动转变是经济发展的大趋势,没有认识到新科技革命与新工业革命给企业发展带来的影响是长期的、变革性的,仍然把企业摆脱经营困境的希望寄托在传统产业的筑底回升上,对新技术、新产业、新设备、新工艺、新产品、新模式等的投资意愿不强。而一些地方的领导干部也没有完全建立起来创新发展的意识,在招商引资、项目审批中仍然聚焦于传统产业项目、聚焦于大项目,把有限的政府资金补贴在传统产业、新兴产业的低端制造环节,致使河南工业明显地向产业链、价值链的低端倾斜。 (二)自主创新能力不强 一是研发投入长期欠账。长期以来,河南企业实行以技术模仿为主导的科技升级路线,自主研发意愿不强,研发投入长期处于较低水平,对基础研究和应用研究投入不足,导致许多领域缺乏具有自主知识产权的核心技术。目前,河南在智能化以及相关高端装备等领域尚没有形成坚实的技术支撑体系,对先进技术的储备更是不足。 二是科技与教育体制制约。河南虽然有不少科研院所和高等院校,但科研激励机制尚不完善、科技研发与产业体系处于分离状态,致使高水平创新不多、创新效率不高、科研成果转化不足,产学研创新协同效应难以发挥,科技资源优势难以转化为现实的生产力。另外,高校学科专业建设与本地制造业也缺乏有效互动。 (三)人才支撑薄弱 河南在新兴产业领域严重缺少领军型创新创业人才,多数行业存在高层次技术研发人才短缺、高素质技能人才供给不足、复合型人才严重匮乏等问题。目前,大多数企业的技术基础、创新能力、装备水平与管理水平难以满足先进制造业对技术、装备、人才等要素素质的较高需求,致使这些企业难以进入先进制造业与传统产业的高端环节。 (四)科技创新平台与科技服务平台建设亟待加强 目前,全省大中型工业企业中建有研发机构的企业占比仅为14.42%(安徽省为35.29%、湖南省为17.7%),绝大多数中小企业没有建立自己的研发机构。河南虽然已经建立了72家省级以上产业技术创新联盟、33个河南省高校协同创新中心,但是这些产业创新平台、产学研协同创新平台以及公共服务平台、众创空间等创新创业平台尚处于起步建设阶段,整体上服务水平不高。而且,河南公共科技资源开放共享程度不高,企业研发机构服务内部化现象普遍,科技服务中介机构存在“小、散、弱”问题,不利于那些没有研发机构的企业及时、便捷、低成本地得到技术服务或者利用外部创新资源实现技术创新。 二、对以创新推动河南先进制造业发展的建议 (一)政府层面 充分发挥政府对创新的扶持引导作用,增强财税金融政策对创新创业的支持,完善有利于创新的体制机制,为先进制造业创新发展营造良好环境。 1.着力提升自主创新能力。一是完善财政支持政策、金融政策、税收政策等,形成稳定的创新创业政策支持体系,增强企业创新的内生动力和创新能力。二是加大对企业研发中心的支持力度,尽快建设培育一批能够走在先进制造技术前沿的研发创新机构。 2.着力提升科技服务能力。围绕制约河南创新创业的体制机制因素,以系统化改革思维构建有利于万众创新、大众创业的制度环境。着力打通科技与先进制造业间的通道,进一步推进政府科技管理体制改革、深化科研院所改革、完善产学研协同机制,通过改革激发科技人员的创新积极性,引导科技创新与河南企业的实际技术需求对接。着力深化政府间合作创新机制,为河南先进制造业发展集聚更多更高层次的技术、人才和资本。积极支持工业设计公共服务平台、科技公共服务平台、科技企业孵化器、众创空间等科技服务平台建设,着力培育一批综合服务能力强、有国际影响力的中介科技服务机构。可以开展“专家服务小企业”活动,尽快建立专家定点服务试点,逐步形成专家服务企业的长效机制,帮助中小制造业企业解决技术难题。 3.集中创新资源办大事。聚焦区域内的各类创新资源,在重大科技专项以及河南的优势产业、先导产业、战略性新兴产业等领域构建联盟创新网络,通过各类创新参与主体的联合,着力突破制约产业升级的核心和关键技术,力争在某些新兴产业领域率先取得突破性创新,或者在原有的优势产业领域实现技术赶超。 (二)企业层面 随着经济社会发展,创新呈现出不同于以往的新特点,如创新的开放性,创新的集成化、协同化、网络化、软化、绿色化等,这些特点也促使企业的创新模式与路径发生变化,因此,作为创新的主体,河南企业要准确把握创新发展的新内涵、新特点,实现创新模式转变。 1.由封闭式独立创新向开放式合作创新转变。开放式创新能够统筹利用企业内部和外部的创新人才、创新技术、创新资金、信息等科技创新资源,快速地把市场需求变化、企业创新思想转变为现实的产品与服务。与封闭式独立创新相比,开放式合作创新能够加快研发速度、实现研发的成本共担与风险共担等。河南的产业创新联盟、协同创新中心、公共科技服务平台等平台建设为企业进行开放式创新提供了条件,企业还可以通过开源创新、产业链合作创新等实现技术进步。 2.从线性创新向非线性集成创新范式转变。先进制造业具有多学科、多技术交叉融合的特点,随着技术创新过程的复杂性增大、不同学科技术的融合性增加以及创新的风险加剧,技术创新模式从线性创新逐渐向创新各环节并行化、技术集成化等方向演进。企业可以利用已有的成熟技术开展集成创新形成新产品,创造新的竞争优势。 3.从硬创新向软创新转变。我国以往强调的多是技术创新(即硬创新),而不注重企业文化、管理、组织、制度、商业模式等方面的软创新,其实对企业而言,软创新同样可以成为企业发展的突破点,如逸阳女裤连续多年打破中国女裤电商销售记录,实现了线上与线下经营的互动,而电商销售的项目管理模式,也是河南服装业的首创。 4.由渐进式创新向原始创新转变。对有实力的大企业来说,在新科技革命来临之际,应重视颠覆性技术创新对本行业发展的重大影响,加大对基础研究的投入,适度开展原始创新、前沿技术创新,加强重大技术储备,以免因为只注重渐进式创新而被产业出现的重大技术创新所淘汰。 5.由标准化制造模式向个性化制造模式转变。适应产品的多样化、个性化、绿色化需求,推动企业制造模式向协同制造、虚拟制造、柔性制造、精益生产、清洁生产等先进的个性化的制造模式和组织管理模式转变,更好更快地满足客户需求。 先进制造论文:基于灰色关联理论的福建省信息产业与先进制造业的关联性研究 [摘 要]信息技术属于一种渗透性技术,可以与先进制造业的各个维度相结合,先进制造业成长性较高,能迅速引入信息技术并加以利用,这样的关联互动甚至是融合将会对制造业发展具有重大的关键性的导向作用和推动作用,同时先进制造业的发展反过来也会推动信息产业的进步。本文采用灰色关联理论来研究福建省信息产业和先进制造业的关联互动,并给出促进两业融合、发展的政策建议。 [关键词]灰色关联分析 信息产业 先进制造业 互动融合 一、引言 《国务院关于支持福建省加快建设海峡西岸经济区的若干意见》中指出,要把海西建设成为“东部沿海地区先进制造业的重要基地”,这说明海峡西岸经济区的定位已经由地方战略上升为国家战略。工信部出台的《海峡西岸经济区先进制造业发展规划(2011-2015年)》对新的五年福建省先进制造业的发展做出了展望和规划。之后,工信部又与福建省人民政府签署了《关于支持推进福建省工业和信息化发展战略合作协议》,包括共同推进海峡西岸经济区先进制造业发展、加速新一代信息技术产业发展和应用、促进信息基础设施先行发展等方面的内容。 近几年,福建省非常重视企业信息化的投入,对先进制造业和高新技术产业的投资力度很大。信息化与先进制造业融合时工业化与信息化融合的一个重要领域,也是国内外研究的热点。B.V.CHOWDARY提出信息系统可以将制造流程的供应链各个环节整合,将IT技术运用到制造业可以节约时间和原材料成本。LIAO Kun和TU Qiang等指出在低不确定性环境下,制造业信息化对制造业的发展有大的正面作用,但对制造业产业间的关联作用不明显;在高不确定环境下,制造业信息化对制造业的发展作用小,但可以推动制造业产业间的互动。胥军运用后发优势、比较优势等理论,结合“工业化和信息化”的可行性、必然性等现实基础,对影响工业化和信息化融合的相关因素进行进一步分析。王晰巍等结合吉林省中小企业发展现状和信息产业建设情况,分析了信息产业与工业相结合的发展方向。郑大庆等结合互补性融合与替代性融合从微观、中观、宏观三个层面分析了信息化与先进制造业的6种融合类型。1 本文通过研究福建省信息产业与先进制造业关联和互动,研究信息产业对各个先进制造业带动的程度,将对福建省如何合理分配资源提升先进制造业信息化水平和竞争优势给出更为合理的建议,并可作为全国其他省份促进两业关联互动发展的参考。 二、相关模型介绍 三、实证研究 本文的数据来源于2011年福建省统计年鉴。为展现出最新的趋势,本文选取了2003-2010年福建省信息产业与8个先进制造业中代表行业的工业总产值,见表1。信息产业中,本文选择通信设备、计算机及其它电子设备制造业(简称通信设备业)作为代表。我们在石化产业中选择石油加工、炼焦及核燃料加工业(简称石油加工业)和化学原料及化学制品制造业(简称化工业)两个行业为代表;在装备制造业中选择通用设备制造业(简称通用设备业),专用设备制造业(简称专用设备业),交通运输设备制造业(简称交通运输业),电气机械及器材制造业(简称电气业),仪器仪表及文化、办公用机械制造业(简称仪器仪表业)为代表;在高新技术产业中选择医药制造业(简称医药业)为代表。 图1 福建省2003-2010年信息产业和先进制造业代表行业的工业总产值变化趋势图 福建省信息产业和先进制造业代表行业的工业总产值变化趋势图1所示。从图中可以看出2003到2010年福建省的信息产业和先进制造业代表行业的工业总产值都强势增长,而信息产业的代表通信设备业工业总产值先于所有先进制造业代表行业工业总产值的增长,可以初步推测信息产业的发展推动了先进制造业的发展。 表2 建省信息产业对先进制造业代表行业的灰色关联度降序排列 灰色关联分析的计算结果如表2所示。在研究信息化和先进制造业的相互关系时,关注的重点在于通信设备、计算机及其它电子设备制造业与各个先进制造业序列关联度的大小排序。因此,我们可以依据信息产业对各先进制造业的影响进行关联的排序,分析二者的同步变化程度,关联度越大,则同步变化程度越高。从表2中的数据可以看出,总体而言,通信设备业对其它八个行业的灰色关联系数均超过了0.6,这说明了通信设备业对这八个先进制造业行业起到了关键的作用,也说明了信息产业和先进制造业的关联不可忽视。 这其中,通信设备业对于仪器仪表业推动作用最大,灰色关联系数为0.9552。信息化是仪器仪表企业进行现代化管理的重要手段。降低仪器仪表企业的运营成本,并同时提高仪器仪表的产品质量和仪器仪表企业的管理水平,增加企业的竞争力,信息化技术无疑是一个重要手段。 四、 政策建议 (1)促进两业互动融合 当前,福建正处在全面加快发展的战略机遇期,要实现发展目标,关键靠实体经济,尤其是要使制造业得到充分发展。从当前我省先进制造业信息化发展状况总体水平上看,信息产业对促进先进制造业跨越式发展有重要的作用。信息产业和先进制造业有机融合和互动发展,不仅是调整产业结构,也是转变经济增长方式的重要途径。两业应从提高共用资产的利用率、降低交易成本、竞争性合作、创造新产品、创造新的市场需求、推动产业升级等方面入手,实现优势互补,达到融合的质变。 (2)提升先进制造业信息化水平 提升先进制造业的信息化水平是两业融合的核心。先进制造业通过信息化可降低成本,实现边际收益递增和规模报酬递增,并提升和带动传统制造业发展,从而加快福建省先进制造业的产业结构升级。与此同时,新兴的信息产业也只有积累了大量的资本、知识等资源后,并依托于先进制造业的实体产品、销售网络,才能寻求进一步的扩散和发展。 (3)加大政策扶持力度,合理布局资金投入 信息产业先于先进制造业发展,并能推动先进制造业跨越发展,所以加强信息产业的信息科技投入对于提高福建省的先进制造业乃至整个制造业的产出都有很大的帮助。政府可以根据信息化对先进制造业重要程度,结合先进制造业发展的特点,将有限的资金优先投入对信息化需求最强烈的部门,如仪器仪表及文化、办公用机械制造业、化学原料及化学制品制造业等产业。信息产业和通用设备业的关联较小,影响力度不足,落后于其他行业,有可能成为福建经济良性发展的瓶颈,所以需要给予必要的资金和政策的扶持,以缩小与其它行业信息化水平的差距,提高福建省先进制造业信息化的总体水平。 先进制造论文:武汉市现代服务业与先进制造业的相关性实证研究 摘 要:在信息时代产业融合的大背景下,通过分析现代服务业与先进制造业之间的内涵与发展关系,使用SPSS对二者的相关性进行定量分析,指出我国现代服务业与先进制造业之间的相关性与融合的必然性,以及现代服务业和先进制造业各细分行业之间的互相影响与推动作用。 关键词:现代服务业;先进制造业;相关性分析 1 研究背景 1.1 发展现状 1980年以来,我国服务业一直在快速增长。然而,我国金融保险业、租赁和商务服务业、科学研究和综合技术开发服务业等现代服务业占服务业总增加值的比重仅为26.6%,现代服务业发展的滞后,己经成为我国经济增长的"瓶颈"。现代服务业主要指在工业化高度发展阶段产生的,依托电子信息和网络技术等高技术和现代管理理念、经营方式和组织形式而发展起来的服务业。 另外,自改革开放以来,我国制造业快速发展并赶超西方发达国家的同时,先进制造业作为制造业中极具竞争力的部分,与西方发达国家的差距也逐渐显露出来。先进制造业包括高新技术制造业和新兴制造业,也包括采用更为先进的制造技术改造后的制造业。根据国标行业分类,将电子及通信设备制造业、交通运输设备制造业、普通机械制造业、电气机械及器材制造业、化学原料及化学制品制造业、医药制造业等6个行业列为先进制造行业。 1.2 研究现状 1.2.1 国内研究现状 国内外有关现代服务业的研究主要集中在三个方面:现代服务业的概念、现代服务业的区位优势和现代服务业产业集群。 荣晓华(2006)提出现代服务业又称新兴第三产业,一般包括金融保险业、信息服务业、旅游业、物流业、房地产及社区服务业等,是现代经济的重要组成部分[1]。有关现代服务业的区位优势的研究在国外尤为盛行。 Daniels(1985)通过对英国现代服务业的区位选择研究,认为投资成本是现代服务业投资环境中的一个重要因素,它决定着现代服务业的功能水平[2]。而有关现代服务业产业集群的研究则最为丰富。 Miller(2001)的研究表明大伦敦区聚集了全英国最重要的服务业集群、伦敦市中心的商业性服务集群、伦敦市区的金融服务业集群、伦敦区的电影、电视等媒体制作集群[3]。 1.2..2 国外研究现状 国外学者提出制造业企业要发展先进制造技术,抢占技术高地从而获得竞争优势。S.E.Gouvea da Costa(2009)认为企业因为同竞争对手竞争的需要而谋求技术进步,但也应当根据自己本身的组织结构选择合适的先进制造技术[4]。先进制造业的内涵分析方面:龚唯平(2008)认为先进制造业是市场网络组织体系、生产制造技术与制造模式具有先进性的制造业生产系统[5]。 先进制造业的行业评价方面:郭巍,林汉川(2010)选取北京市2008年28个制造业行业的统计数据,运用主成分分析法从多个层面、不同角度评价各个制造业行业的先进性程度[6]。 由上可知,虽然国内外对于现代服务业和先进制造业的相关研究都比较丰富,但是国内文献大多采用定性的方法来总结现代服务业和先进制造业的发展规律和特点,而采用数学模型、经济模型和数理统计工具来分析和预测现代服务业和先进制造业发展优势和劣势的研究较少。 2 现代服务业与先进制造业融合定量分析 2.1 变量选择与数据说明 我们对数据的研究主要从相关性及因果性出发,主要有皮尔逊(Pearson)相关系数及格兰杰因果关系检验。 为了保证相关细分行业的相关性分析,我们选取的时间跨度为1994~2012十年间武汉市现代服务业和先进制造业统计年鉴相关数据,研究数据主要来源于历年《武汉市统计年鉴》。 现代服务业(S)包括交通运输、仓储及邮政业(S1)、信息传输、计算机服务和软件业(S2)、金融业(S3)、房地产业(S4)、租赁和商务服务业(S5)、科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)、水利、环境和公共设施管理业(S7)、居民服务和其他服务业(S8)、教育(S9)、卫生、社会保障和社会福利业(S10)、文化、体育和娱乐业(S11)、公共管理和社会组织(S12);先进制造业(M)包括电子及通信设备制造业(M1)、交通运输设备制造业(M2)、通用设备制造业(M3)、电器机械及器材制造业(M4)、化学原料及化学制品制造业(M5)、医药制造业(M6) 本文,我们选取各行业的增加值,并分别对其进行GDP平减。另由于本文数据是从1994年开始按1994不变价计算,用GDP价格缩减指数除以现价GDP,便得到按不变价格计算的GDP。GDP价格缩减指数的计算公式为: 2.2 现代服务业与先进制造业的关系 2.2.1 相关性分析 根据1994~2012年的相关数据,武汉市生产性服务业与制造业走势趋势大体相似,因此初步判断二者之间具有一定的相关性。运用SPSS相关性检验,我们得到现代服务业与先进制造业Pearson相关性达到0.992,因此可以认为两者高度相关。 2.2.2 格兰杰因果关系分析 我们从定量角度说明,进行格兰杰因果检验,现代服务业与先进制造业产值增长互相推动,共同促进武汉市GDP的增长。 2.3 现代服务业与先进制造业各细分行业的关系 2.3.1 相关性分析 运用SPSS对现代服务业与先进制造业各细分行业相关性进行定量分析,得到结果见表1。 表中,现代服务业(S)与交通运输设备制造业(M2)的相关性系数为0.662,其他各细分行业的相关性系数均大于0.9,因此从定量角度,我们可以认为,S与M各细分行业高度相关。 2.3.2 格兰杰因果关系分析 运用格兰杰因果分析,得到现代服务业与先进制造业各细分行业因果影响结果。我们可以得出如下结论,现代服务业与先进制造业除电子及通信设备制造业(M1)以外的其他细分行业均互为因果。 2.4 先进制造业与现代服务业各细分行业的关系 由于相关性分析和格兰杰因果分析建立在一段较长的时间段上才更具有说服力,我们对现代服务业选取具有代表性的几个细分行业,通过这些细分行业相关性与因果分析,探究具体情况。选取的细分行业的原因主要有两点: ①现代服务业这六个细分行业统计口径基本保持不变,因此数据具有连续性;②这六个细分行业总体GDP占现代服务业总体比重较大。 2.4.1 相关性分析 运用SPSS对先进制造业与现代服务业各细分行业相关性进行定量分析,得到结果见表2。 上表显示,先进制造业与现代服务业部分细分行业的相关性系数分别为0.938、0.986、0.986、0.980、0.961、0.995,均大于0.9,因此从定量分析,我们可以认为他们存在显著相关。 2.4.2 格兰杰因果关系分析 同样运用格兰杰因果分析,得到先进制造业与现代服务业各细分行业因果影响结果。我们可以得出如下结论,交通运输、仓储及邮政业(S1)在滞后为4时,导致先进制造业的进步,但是反过来,先进制造业整体GDP的增长,与交通运输、仓储及邮政业(S1)没有关系。 先进制造业(M)与金融业(S3)互为因果,同期共同影响。先进制造业与房地产业没有双向因果关系,但存在明显、持续的单向影响。 先进制造业(M)与科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)在滞后期为3时,互为因果;滞后期为4时,教育(S9)推动先进制造业的发展;先进制造业与卫生、社会保障和社会福利业(S10)交叉影响,滞后期为2时,卫生、社会保障和社会福利业(S10)在一定程度上促进先进制造业的进步,而在滞后期为3时,这种促进作用不明显,反过来先进制造业推动卫生、社会保障和社会福利业(S10)的发展,如此反复。 从相关性定量分析,我们可以认为先进制造业与现代服务业存在显著相关。 2.5 细分行业间的关系 通过整体现代服务业GDP与先进制造业各细分行业GDP,整体先进制造业GDP与现代服务业部分行业GDP相关性与格兰杰因果分析,我们得到,大部分变量间存在较为显著的相关性和不同滞后期的因果关系。将先进制造业(M)与现代服务业(S)各细分行业相关性、因果关系分别分析,得到更明了的结果。 2.5.1 相关性分析 运用SPSS对现代服务业与先进制造业各细分行业相关性进行定量分析,得到结果见表3。 上表表明,S、M各细分行业间相关性系数大部分都在0.90及以上,因此,我们可以推出,各细分行业间存在一定的相关性。 2.5.2 格兰杰因果关系分析 ①电子及通信设备制造业(M1): 现代服务业各细分行业在滞后期为1时,都显著促进了电子及通信设备制造业(M1)的增长; 在滞后期为3时,电子及通信设备制造业(M1)促进交通运输、仓储及邮政业(S1)、金融业(S3),科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)的进步; 滞后期为4时,科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)、卫生、社会保障和社会福利业(S10)影响了电子及通信设备制造业(M1)的GDP的提升。 ②交通运输设备制造业(M2): 在滞后期为3的时候,交通运输设备制造业(M2)是金融业(S3)GDP增长的推动因素,而科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)的GDP增长推动交通运输设备制造业(M2)的进步。 在滞后期为1时,它促进了卫生、社会保障和社会福利业(S10)的发展。现代服务业的其他行业的GDP增长与交通运输设备制造业(M2)的发展没有显著的因果关系。 ③通用设备制造业(M3): 滞后期为1-3时,交通运输、仓储及邮政业(S1),房地产业(S4)都促进通用设备制造业(M3)的发展,反之则不成立,即这种影响只是单方向的; 在滞后期为1时,科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)拉动通用设备制造业(M3)的发展,而在滞后期为3时,通用设备制造业(M3)反过来促进科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)的进步; 通用设备制造业(M3)与教育(S9)的GDP增长在滞后期为2时互为因果,与卫生、社会保障和社会福利业(S10)在滞后期为1时互为因果。 ④电器机械及器材制造业(M4): 仅在滞后期为4时,交通运输、仓储及邮政业(S1)促进电器机械及器材制造业(M4)的发展;电器机械及器材制造业(M4)与金融业(S3),房地产业(S4)在滞后期为2时互为因果; 滞后期为1-3时,电器机械及器材制造业(M4)均促进科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)的进步,而教育(S9)仅在滞后期为3时,推动电器机械及器材制造业(M4)的GDP的增长。 电器机械及器材制造业(M4)在滞后期为1时,导致卫生、社会保障和社会福利业(S10)的进步。 ⑤化学原料及化学制品制造业(M5): 化学原料及化学制品制造业(M5)分别与交通运输、仓储及邮政业(S1),科学研究、技术服务和地质勘察业(S6),卫生、社会保障和社会福利业(S10)的GDP增长互为因果,在1-3期,化学原料及化学制品制造业(M5)的发展在一定程度上促进金融业(S3)的进步,而反过来,房地产业(S4),教育(S9)在滞后期为1-3时,影响化学原料及化学制品制造业(M5)的增长。 ⑥医药制造业(M6): 在滞后期为1时,交通运输、仓储及邮政业(S1)促进医药制造业(M6)的进步,而在滞后期为4时,医药制造业(M6)反过来拉动交通运输、仓储及邮政业(S1)的发展; 医药制造业(M6)仅在滞后期为3时促进金融业的发展; 滞后期为1-3时,房地产业(S4),卫生、社会保障和社会福利业(S10)均促进医药制造业的进步; 滞后期为1和4时,科学研究、技术服务和地质勘察业(S6)拉动医药制造业(M6)的GDP增长; 教育(S9)仅在滞后期为1时,促进医药制造业(M6)。 即医药制造业(M6)与现代服务业各行业没有必然的互为因果关系,但是在一定程度、不同的滞后期对现代服务业某些细分行业有一定的单向或者交叉影响。 3 结 论 通过SPSS相关性分析,我们可以得出,无论从整体层面还是细分到各个具体行业,现代服务业与先进制造业行业之间都有着较强的相关性。从整体层面,现代服务业整体GDP与先进制造业整体GDP增长在滞后期为3时互为因果,并且这种互为因果表现为同期影响,融合发展。 通过现代服务业整体GDP与先进制造业六个细分行业的格兰杰因果分析,我们得到,除了电子及通信设备制造业的GDP增长与现代服务业GDP没有必然的同期因果关系外,先进制造业的其他五个细分行业交通运输设备制造业,通用设备制造业,电器机械及器材制造业,化学原料及化学制品制造业和医药制造业均在同期与现代服务业存在着显著的同期互为因果。 无论是整体层面,还是整体与细分行业的格兰杰因果分析结果都表明,现代服务业与先进制造业存在着千丝万缕的关系,这种关系具体到各个细分行业,如果影响,整体层面的因果关系是由哪些细分行业之间的互为因果、单向因果或者交叉因果导致。通过现代服务业部分细分行业与先进制造业各细分行业具体的格兰杰因果分析,我们得到整体行业间细分行业的因果关系。 先进制造论文:先进制造技术与机械制造工艺分析 【摘 要】随着我国制造业的不断发展,制造技术也得到了快速的发展,且制造技术在机械制造中得到了广泛的应用,不断推进我国制造业的持续发展。本文主要对先进制造技术和机械制造工艺分别进行了分析,并对两者之间的紧密联系进行了阐述,以期能够为不断提高我国制造技术和制造工艺做出相应贡献。 【关键词】制造技术;机械制造;工艺 制造业是我国第二产业中的重要行业,我国是制造业大国,制造业发展水平的提升对于推动我国经济发展有着重要影响,因而随着社会的不断进步,制造业中的技术和制造工艺也在不断发展,加深对制造技术和制造工艺方面的研究,对于推动我国制造业发展,提升我国制造业在国际上的竞争力具有重要价值。 一、先进制造技术和机械制造工艺 (一)先进制造技术 随着科学技术的不断向前发展,制造技术的内涵也不再仅仅局限于传统手工制造上,现代先进的制造技术是集多家之成,融合电子技术、互联网技术和管理方法等学科内容,先进制造技术在制造企业中的应用使得制造商的生产质量和生产效率不断提升,其主要包括四个部分,制造工艺、设计技术、自动化和管理,是传统制造技术发展到一定阶段的产物。具体来说先进制造技术在当前主要有以下几个特点:一是面向工业应用,先进制造技术发展的主要目的是为了在工业中进行应用,而且不仅仅局限在制造工艺的应用上,而且现代先进制造技术还能够应用到市场调研、产品设计、包装、维修等等各个方面当中,其应用面更加广泛;二是竞争性强。现代先进制造技术的高低直接会影响制造企业在激烈市场竞争中的地位,并且随着全球化的加深,国内产品往往受到来自国外先进制造技术的冲击,这就对国内制造企业在制造技术方面的投入提出了较高要求;三是带来制造业的改革。先进制造技术标志着制造技术发展的新阶段,既继承了传统制造技术的精髓,又吸收了现代科学技术成果,并且将制造技术贯穿到产品生产过程当中,形成制造业中比较特色的产品技术群,掀起了制造业发展的一场革命。 (二)机械制造工艺 机械制造工艺则是机械制造业产品工艺水平的高低,随着制造业的不断发展,机械制造业也发生了深刻的变化,现代机械制造业的发展趋势也与传统大不相同,具体可以表现在以下几个方面上:一是现代机械制造业正朝着自动化的方向发展。随着自动化技术和程序在制造业中应用的推广,机械制造业也正在朝着自动化的方向发展,不仅是管理自动化,而且生产整个过程也要实现自动化。随着国内对机械制造需求量的增加,机械制造业的生产效率也成为制约机械制造企业发展的关键,自动化的生产模式能够大大提升机械制造生产效率,降低生产人员的劳动强度;二是现代机械制造业正朝着集成化的方向发展。为了有效提升机械制造的生产效率,其加工模式也由以往的分散式加工向集成化方向改变,从机械制造工艺的第一步到最后加工成品完全集中在一起进行,这样保证了生产的连续性,而且能够提高管理效率。 二、先进制造技术和机械制造工艺之间的关系 从上面的分析可以看出,制造技术影响的是整个制造行业的发展,而机械制造作为制造行业中的一部分,自然也会受到制造技术的影响,两者之间存在着密切关系。首先,先进制造技术能够推动机械制造工艺的发展,先进制造技术在机械制造业中的应用使得机械制造产品质量和生产效率不断得到提升,促进了机械制造工艺水平的提高,推动了机械制造业的不断发展。近年来,先进制造技术在机械制造中不断得到应用,推动机械制造企业也发生了深刻变化,不仅其产品的生产方式发生了深刻改变,而且其工作方式、管理方式、市场营销方式等都发生了较大的改变,可以说先进制造技术在机械制造业中的应用推动了机械制造业的快速发展,使机械制造工艺水平不断提升,从而不断增强机械制造业在市场经济中的竞争实力,为机械制造工艺和制造业的持续健康发展做出了很大贡献。其次,机械制造工艺作为先进制造技术的一部分,其工艺水平的提升和使用体现了先进制造技术在制造业中的重要地位,从而不断丰富了先进制造技术。由此可以看出,机械制造工艺和先进制造技术之间是共同促进、共同发展的关系。 三、结束语 制造技术和机械制造工艺水平的高低直接关系着机械制造业发展水平的高低,因而应该加强对制造技术和机械制造工艺方面研究的重视,上到国家下到制造企业应该将技术和工艺水平提升作为制造业发展的重点,结合企业自身的经济情况来采取相应措施不断提升制造技术水平,从而不断推进我国的制造业健康持续发展。 先进制造论文:以创新驱动为主引擎 加快建设先进制造业基地 党的十八届五中全会明确指出,创新是引领发展的第一动力。中共江苏省委第十二届十一次全会通过的“十三五”规划建议,把创新作为江苏发展的最大法宝,进一步强化其在发展全局中的核心地位。进入全面建成小康社会的决胜阶段,作为实体经济的主体和实施创新驱动发展战略的主战场,制造业担负着更为重要的职责和使命。“十三五”期间,全省经信系统将全面贯彻落实党的十八届五中全会精神和省委、省政府决策部署,坚持以创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念为引领,更好地认识、适应、引领经济发展新常态,始终把创新摆在制造业发展的核心位置,把打造具有全球影响力的产业科技创新中心和具有国际竞争力的先进制造业基地作为制造强省建设的重要内涵和关键支撑,着力推动供给侧结构性改革,加快制造业动力转换,厚植制造业发展优势,推动江苏制造业发展质量更好、效益更高、结构更优,努力走出一条具有江苏特点的制造业创新之路,为“迈上新台阶、建设新江苏”奠定重要基础。 一、突出创新驱动,加快企业创新能力建设,构筑产业技术新高地 推进江苏制造业创新发展必须把发展基点放在创新上,不断培育发展新动力、厚植发展新优势、构建产业新体系,提高企业创新能力和竞争力,提高制造业产业和技术层次,塑造更多依靠创新驱动、更多发挥先发优势的引领型发展,在建设具有全球影响力的产业科技创新中心过程中发挥主力军和先行军作用。深入实施创新驱动发展战略,加快构建以企业为主体,以制造业创新中心、企业研发机构和公共技术服务平台为支撑,以万众创新为基础的制造业协同创新体系。实施制造业创新中心建设工程,建立由大中型企业、科研院所、行业协会等组成的产业创新联盟,建成一批省级以上跨地区、跨领域、跨行业的制造业创新中心,形成若干具有强大带动力的制造业创新型集群。强化企业创新主体地位和主导作用,加快国家级和省级企业技术中心扩量提质,培育一批有国际竞争力的创新型领军企业。加强应用牵引、平台支撑、重点突破,实施工业强基工程,《中国制造2025江苏行动纲要》15个重点领域的技术创新路线图和绿皮书,引导企业围绕我省战略和前沿导向,加大研发投入,协同开展前瞻和共性关键技术研究,攻克一批先进基础工艺,解决重点产业发展的“卡脖子”问题。着眼于制造业迈向中高端的重大问题,坚持以提高质量和效益为中心,以“调高调轻调优调强调绿”为导向,创新实施产业创新突破、技改智能升级、两化深度融合、制造服务转型、绿色制造推进、企业国际发展六大行动,扎实推进制造强省建设8大工程实施方案,大力发展战略性新兴产业和先进制造业,加速发展生产性服务业,改造提升传统产业,加快构建适应经济新常态的产业新体系。 二、突出智能转型,加快企业装备升级换代,构建先进制造新优势 推进江苏制造业创新发展必须把握新一轮科技革命和产业变革的主要趋势,大力发展智能制造,构建新型制造体系,引导制造业向分工细化、协作紧密方向发展,促进信息技术向市场、设计、生产环节渗透,推动生产方式向柔性、智能、精细转变。把实施企业装备升级计划作为加快推进智能制造发展的关键抓手,突出市场主导、示范引领、聚集重点、自主创新、安全可控。加快制造业数字化、网络化、智能化转型升级,实现“数控一代”全覆盖,建设一批智能车间和具有示范意义的智能工厂。实施数字化装备普及推广、智能化装备升级应用、低端落后装备更新淘汰计划。推动关键工序核心装备性能提升,智能成套生产线、智能专用装备应用,更新和淘汰一批高能耗高污染、低效率低性能的落后装备和生产线,推动数控化装备升级换代。实施万台技术装备智能改造计划,推动基础制造装备智能化改造,加快制造装备与信息化管理系统集成融合,提升现有装备智能化水平。实施万台机器人应用计划,鼓励推广工业机器人、特种机器人,强化项目推进、工程示范、行业推广,扩大关键岗位机器人应用。实施智能制造工程,制定智能制造标准体系,在装备制造、钢铁、石化、轻纺、电子等领域开展智能制造示范。成立智能制造研究院,组建智能制造服务联盟,培育一批智能制造服务支撑机构。实施高端装备创新工程,推进首台(套)重大装备和成套生产线示范应用,加速智能装备国产化进程。实施绿色制造工程,推进能效“领跑者”计划,打造节能量交易平台,开展节能低碳行动,建立绿色低碳循环制造业发展方式。落实和完善企业技改财税政策,有效引导企业瞄准国际同行业标杆,采用新技术、新工艺、新装备、新材料,全面提升产品技术、工艺装备、能效环保等水平。 三、突出两化融合,加快企业互联网化转型,拓展产业升级新空间 推进江苏制造业创新发展必须做足信息化与工业化深度融合这篇大文章,强化信息技术在制造业深度应用,以“互联网+”促进互联网和制造业融合发展,有效拓展产业和网络空间,激发制造业转型升级、创新发展新动能。实施企业互联网化提升计划,以企业互联网应用和业态模式创新为主线,促进信息技术向生产、管理、营销、设计、服务等环节渗透融合,推进企业网络化、智能化、集成化、协同化。突出推进研发设计协同化,培育基于互联网发展众创、众包、用户参与设计、云设计等新型研发设计模式,建立及时响应、持续改进、全流程创新的产品研发设计体系。突出推进生产管控集成化,全面开展两化融合管理体系对标评估,普及首席信息官制度,促进企业资源计划(ERP)、制造执行系统(MES)、产品数据管理(PDM/PLM)、供应链管理(SCM)等重点管控系统的普及推广和集成应用,推动大中型企业关键环节互联网应用实现全覆盖。突出推进购销经营平台化,实施企业电商拓市提升计划,支持行业龙头企业建立综合信息服务平台、行业特色应用平台、电子商务服务平台、大宗商品电子交易平台。以智慧江苏建设为引领,实施互联网+行动计划,打造一批重点行业和领域“互联网+”应用示范工程,以推进数据资源开放共享为重点实施大数据战略,培育发展前景好、容量大、效益高的新产业、新技术、新业态、新模式。大力推进信息基础设施建设,加快宽带江苏建设,推进企业互联网“企企通”工程,实现网络与服务“进企业、入车间、联设备、拓市场”。 四、突出质量品牌,加快供给侧结构性改革,塑创江苏制造新形象 推进江苏制造业创新发展必须牢固确立质量品牌优先方针,大力提高制造业供给体系质量和效率,全面提升产品、服务质量以及自主品牌建设水平,促进形成以技术、品牌、质量、服务为核心的竞争新优势。牢牢把握供给侧结构性改革这一适应和引领经济发展新常态的重大创新,引导企业加强改造升级,组织重大质量攻关行动,大力实施新技术新产品推广应用工程,通过创造新供给、提高供给质量,扩大消费需求。实施质量品牌建设工程,引导企业采用国际标准和国外先进标准,支持行业龙头企业主导,参与国际标准、国家标准制修订。深入推进质量强省和工业质量品牌创新行动,以质量品牌提升增强有效供给能力,积极实施一批质量技术攻关项目,使重点工业产品质量技术达到国内领先、进入世界先进行列。加快推行先进质量管理技术和方法,改进质量控制技术,完善质量管理机制,夯实质量提升基础,优化质量发展环境,努力实现制造业质量大幅提升。实施服务型制造推进计划,围绕全产业链融合优化,以拓展产品功能、提升交易效率、增强集成能力、满足深层需求为重点,推动生产性服务业向专业化和价值链高端延伸。大力发展品牌经济,鼓励企业追求卓越品质,形成具有自主知识产权的名牌产品,依托产业集聚区打造区域品牌,大幅提升江苏制造美誉度和影响力。 五、突出优化服务,加快降低企业运营成本,激发创新创业新活力 推进江苏制造业创新发展必须充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,完善法治化、国际化、便利化的营商环境,持续推进简政放权、放管结合、优化服务,破解企业发展瓶颈制约,营造大众创业、万众创新良好氛围。开展降低实体经济企业成本行动,引导帮助企业通过外部调整和内部挖潜相结合,短期生产经营和长期转型升级相结合,优化运营模式,增强盈利能力。全面清理和规范涉企行政事业性收费,更大力度减轻企业负担,完善公平竞争、促进企业健康发展的政策和制度。创新产业投资基金模式,引导社会资本聚焦重点产业发展、关键核心技术突破、创新成果产业化等重点领域,研究建立制造业技术创新、智能制造、智能服务企业信贷风险补偿机制。推动产业政策由倾斜型向功能型转变,强化行业准入和规范管理,强化事中事后信用监管,以导向更突出的产业政策、更严格的标准和监管,促进企业转型、产业升级。鼓励激发企业家精神,引导民营企业进入更多领域,更好激发非公有制经济活力和创造力,形成有利于创新发展的市场环境和人才环境。实施制造业国际化工程,为企业更大步伐“走出去”开展国际产能和装备合作,搭建国际交流平台,建立跨国合作机制,推进境外产业合作区和产业集聚区建设,鼓励企业全面参与全球经济合作和竞争。高水平推进以质取胜、品牌国际化、市场多元化战略,培育一批有国际竞争力、影响力的跨国公司。开展中小微企业服务年活动,做强一批中小企业公共服务平台,打造一批互联网创新创业大赛、物联网等信息服务业博览会、大数据产业园、军民融合创新示范区等创新发展载体,营造企业创新创业良好环境。 (作者系江苏省经济和信息化委员会党组书记、主任) 先进制造论文:浅谈将学科前沿引进“先进制造技术”课堂教学 摘 要:科学的迅猛发展使得制造技术发生巨大变化,产生一系列的先进制造技术,新技术就会需要新的生产者和管理者,为此高校开设了“先进制造技术”这门课程。新技术随着科学的发展不断更新,所以教师在讲授“先进制造技术”这门课程时引进学科前沿是非常必要的。 关键词:学科前沿;“先进制造技术”;课堂教学 “先进制造技术”是一门新课程,这门课程的特点是涉及的内容比较多,信息量大而且知识比较新。而先进制造技术本身也是动态发展的,随着新科技、新理念不断完善,不断有新成果、新技术产生。结合“先进制造技术”这门课程和先进制造技术本身特点,将学科前沿引进“先进制造技术”的本科课堂教学,以研促教、教研结合,激发学生的兴趣,拓展视野,培养学生的创新能力是非常必要的。 一、将学科前沿引进“先进制造技术”的必要性 先进制造技术由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素,是制造技术的最新发展阶段。先进制造技术的应用使工厂生产发生巨大的变化,产生一系列新的职业及岗位[1]。我国高等院校的机械专业正是为生产第一线培养和输送人才,这些人才作为制造部门的建设者和管理者应该紧跟新技术、新发明、新产品,全面了解制造业,为此高校开设了“先进制造技术”这门课程[2]。先进制造技术是一种动态技术,不断吸收各种最新的技术成果,那么“先进制造技术”课程也应该是一门动态的课程,随着新科技、新理念的出现而不断更新、充实和发展。而新技术、新理念、新产品、新发明等都和学科前沿紧密相关,所以将学科前沿引进“先进制造技术”的本科课堂教学就非常的必要。 二、教师以研促教、教研结合、终身学习 近些年来,国家在科学研究上投入大量的财力、物力和人力,设置不同级别和类型的基金项目,鼓励教师积极申报课题及进行成果转化。所以越来越多的高校教师积极投身科学的海洋,不断有新发明、新产品以及高水平的论文走在科学的前沿。教师在授课的过程中将自己的研究成果以及研究方向的科学前沿和教材有关章节的内容有机结合,对于学生而言能激发兴趣、开阔视野,提高课堂学习效果;对于教学而言教研结合,打破传统的教学模式,深挖教材,增加教学的深度和广度;对于教师而言提出更高的要求,要紧跟学科发展,不断提高自身科研水平,以研促教,树立终身学习的理念,同时将自己的科学研究成果展示给自己的学生是对自己的肯定,也是非常兴奋和自豪的[3]。 三、学生激发兴趣、开阔视野、积极向上 3D打印即快速成型技术的一种,以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术在航天科技、医学、房屋建筑、汽车、电子、服装等领域都有所应用,使得一些不可能实现的变成可能,影响着人们的生活。将3D打印技术的最新成果引进“先进制造技术”快速成型这个章节,对于学生而言能开阔视野,加深书本知识的理解同时还能掌握最新动态学科前沿,这将大大激发学生的学习科研兴趣,同时也会使得一部分学生在本科阶段就投身科学研究中,积极参与感兴趣的教师课题研究并可以在相关教师的指导下自己申请大学生创新创业项目(近几年来高校加大了对大学生创新创业项目的扶持力度)。从学生的长远发展角度而言,也是终身受益的。比如本科阶段参加科研训练,能够提高学生的动手能力和养成思考的习惯,大四完成毕业论文时就能得心应手。如果学生本科阶段对科研产生浓厚的兴趣,就会继续深造,走上科研的道路。常言道:“兴趣是最好的老师。”学生对科研产生兴趣,那么在科研的道路上也会硕果累累。所以教师应该将自己的科研和本科教学有效地结合,激发学生的兴趣,开拓学生的视野,使学生受益终身。 总之,现代科学技术迅猛发展,新成果、新技术层出不穷,学科在高度分化基础上走向高度综合。“先进制造技术”这门课程更是具有这样的特点,所以在本科教学过程中,教师要将课程和科研有机结合,让学生了解学科前沿,开拓学生的视野,培养学生的创新能力,培养更优秀的学生。 先进制造论文:遂宁市先进制造业现状及发展对策 摘 要:在经济全球化的今天,先进制造业已经成为全球制造业竞争最为激烈的领域,先进制造业核心竞争力已经成为决定一个国家在国际分工体系中地位的关键因素,因此,深入探讨先进制造业核心竞争力问题,对于优化产业结构、转变发展方式、促进产业转型升级,对于我国从制造大国迈向制造强国具有重要的理论与现实意义。本文在深入分析遂宁市先进制造业的现状和存在问题的基础上,提出了未来遂宁先进制造业的发展方向和策略,有助于为政府和有关部门的决策提供参考。 关键词:遂宁;先进制造业;现状;发展对策 1 引言 机械制造业是国民经济的基础产业,它的发展直接影响到国民经济各部门的发展,也影响到国计民生和国防力量的加强,制造业直接体现了一个国家的生产力水平,是区别发展中国家和发达国家的重要因素,制造业在世界发达国家的国民经济中占有重要份额,因此,各国都把机械制造业的发展放在首要位置。先进制造业,是技术的载体和转化的媒体,是“手段性”基础产业。它的特点主要是:范围广、门类多、技术含量高,与其他产业的关联度大。发展先进制造业是所有工业化国家的必然选择,工业的水平和先进化程度,决定着整个国民经济的水平和先进化程度,当今世界工业强国无一不是先进制造业的强国。 2 遂宁市先进制造业的现状分析 受宏观经济下行及结构调整矛盾突出等多重影响,以及政策环境、市场环境、要素环境等诸多因素变化,当前遂宁市先进制造业经济运行中存在着不少困难和问题。 遂宁市先进制造业的总体规模较大,但技术水平还比较落后,一是经济总量偏小,比较优势弱。二是产业结构欠优,创新能力低。我市整体产业处于产业链中端、价值链低端,初级加工和代工居多,制造业的结构性问题已成为制约遂宁市经济进一步发展的“瓶颈”。因此,如何改善制造业的结构、实现产业升级,是遂宁市先进制造业面临的主要问题,特别是高技术含量制造业的发展水平。未来遂宁市先进制造业的发展不能仅以扩大能力为目标,还要实现制造业结构的优化,将新技术融入传统产业以实现制造业的技术升级,只有通过先进制造业的振兴,才能保证国民经济持续、健康地发展。 3 新形势下遂宁市先进制造业发展对策 遂宁市要发展工业经济,关键是要善于用好发展机遇,把转型压力转化为发展动力,扎实推进结构调整,全力引进壮大增量,强化创新驱动和融合发展,促进工业经济稳定增长,在转型升级、提质增效上迈出新步伐,取得新突破。 3.1 抓好结构调整,坚持不懈推动转型升级 一是积极培育新的产业动力。加强对符合中国制造2025十大重点发展领域的“集成电路及专用装备、节能与新能源汽车、农机装备、新材料、生物医药”产业的研究,引领遂宁制造走向高端。二是要突破发展成长型产业。抓好电子信息、机电与装备制造、新材料、天然气等四大工业成长型产业发展推进方案的跟踪落实,力争成长型产业继续保持领先发展、加大投入的态势。三是做好化解过剩产能和淘汰落后产能工作。加快建立以差别价格市场化手段为主的淘汰落后产能机制,全面完成淘汰落后产能目标任务。实施重点用能企业分级管理,推进企业能源管理体系建设。加强节能监察,开展重点用能企业能源审计、能效对标、能源利用监测活动,促进绿色循环发展。 3.2 抓好企业培育,合力推动企业协调发展 一是切实抓好大企业培育。加大对大企业大集团的帮扶指导支持重点企业稳定生产和加大投入,发挥好大企业的引领和带动作用。推进大企业大集团兼并重组和转型升级,全面提升企业核心竞争力。二是促进小微企业协调发展。进一步完善中小企业公共服务平台网络,实现平台网络互联互通和服务协同。三是全面推进“大众创业、万众创新”。积极贯彻落实中、省、市出台的关于全面推进大众创业、万众创新的政策措施,搭建各类创业孵化园,为小微企业提供发展平台,努力为创业基地争取更多的支持,充分运用公共服务平台的资源优势提供优质服务,提高初创企业的成活率。 3.3 抓好创新驱动,大力推动企业科技创新 一是加大技术改造力度。大力支持食品饮料、纺织服装、化工、机械等传统行业实施技术装备提升、主导产品升级换代、循环经济和资源综合利用、信息技术和制造技术融合等技术改造项目。二是推进企业自主创新。引导企业进一步加强企业技术中心、工程技术中心等技术创新体系建设,要深入推进产学研合作,实施一批技术改造和技术创新项目,研发一批新产品,培育一批拥有核心自主知识产权的科技创新型企业和高新技术企业。 3.4 抓好政策落实,加大力度优化服务环境 充分利用各种展会、节会、博览会平台,加大遂宁造产品推广对接力度。深入落实政府采购支持企业发展的有关规定,确保在同等情况下优先就近采购相关产品。推进工业品牌战略和企业标准化建设,支持企业创建国家级和省级、市级品牌,鼓励行业协会或龙头企业牵头打造区域性品牌和地标性品牌。着力抓好企业家队伍建设。人才兴才企业旺。要采取请进来和走出去的办法,不断为企业人才队伍注入新活力,为工业经济增添新动力,努力为企业家们拓展视野、转换观念、更新理念,走创新发展之路。 4 总结与展望 先进制造业已经成为全球制造业竞争最为激烈的领域和发达国家控制国际分工体系的战略制高点,先进制造业核心竞争力已经成为决定一个国家在国际分工体系中地位的关键因素。因此,深入探讨先进制造业核心竞争力问题,对于优化产业结构、转变发展方式、促进产业转型升级,对于我国从制造大国迈向制造强国具有重要的理论与现实意义。本文从先进制造业相关概念及理论进行分析,深入分析了遂宁市先进制造业目前的现状和困境,对起未来的发展方向和对策进行了详细的研究,有助于提高遂宁先进制造业的发展和增强其核心竞争力。 作者简介:任国强(1975-),男,四川南充人,本科,研究生,副教授,研究方向:机械设计与制造、CAD/CAM 技术。
工艺设计安全管理探讨:浅谈LNG能源气站设计工艺与安全管理 摘要:LNG 即液化天然气,是天然气在常压低温时的液化产物。伴随我国能源政策的改变,天然气作为一种绿色高效的能源,正急剧替代其他能源,成为各行各业能源的主导。LNG气化站建设周期短,能迅速满足用气市场需求,这些优势决定了LNG气化站在我国东南沿海众多能源紧缺、经济发达的中小城市已经广泛分布,成为永久供气设施或者管输天然气到达前的良好过渡供气设施。笔者根据自身经验,在文中系统地阐述了LNG工业工程气站及各道工序设计的工艺技术设备与技术条件;并提出了安全管理事项。 关键词:天然气站;设计;技术设备;工艺技术条件;安全管理 随着科学技术的突飞猛进,世界能源消费结构不断地朝向低碳化发展。天然气作为低碳化的清洁能源,引起了世界各国的高度重视和发展。为此,本文针对天然气气站工程设计,和所需的工艺流程、技术条件设备和使用管理等,作一简要概述。以供相关企业和专业技术人员等参考。 1天然气站的设计技术参数: 作为一间生产应用企业的一个天然气站,除按消防安全规定进行选址定位等外,气站的主要设计技术参数如下(20℃,1.01325bar状态): 密度:0.70kg/Nm?;低热值:34.4MJ/Nm?;设计压力:中压 0.4MPa;管道设计温度: 常温;华白数:54MJ/Nm?;属12T天然气 1.1LNG气化站工艺技术与工艺流程 液态天然气/(LNG) 采用罐式集装箱贮存。通过大型槽车由公路运输至贮存气化站,在卸气站台用槽车自带的增压器对集装箱贮槽增压,利用压差将LNG送至贮存气化站低温的LNG贮罐。非工作条件下,贮罐内 LNG 贮存的温度为-162℃,压力为常压。在工作条件下,贮槽增压器将贮槽内的LNG增压到0.35MPa。增压后的低温LNG 自流方式进入主空浴式气化器,与空气换热后转化为气态NG 并升高温度,出口温度比环境温度低-10℃,压力在 0.35Mpa;当空浴式气化器出口的天然气温度达不到 5℃以上时,通过水浴式加热器升温。最后经加臭、计量后进入中间供气管网站或终端用户。 工艺设备与工艺流程如图1所 1.1.1LNG气化站的技术设备与用途 LNG气化站的技术设备与用途如表1所示。 表1LNG气站主要技术设备表 1.1.2LNG的进站卸车入罐过程 LNG的进站卸车入罐,其工艺方法是采用槽车自增压方式。集装箱贮槽中的LNG 在常压、?162℃低温条件下,利用增压器给集装箱贮槽增压至0.6MPa,利用压差将LNG通过液相管线输送进入气化站低温贮罐。另外,在卸车输送LNG进行的末段,集装箱贮槽内的低温NG气体,要利用BOG气相管线进行回收。卸车工艺管线包括液相管线、气相管线、气液连通管线、安全泄压管线、氮气吹扫管线以及若干低温阀门等组成。 1.1.3LNG的贮存增压工艺 在LNG 气化供应工作流程中,需要进行从贮罐中增压流出、气化、加臭等过程,最后进入供气管网中间站或终端用户。LNG 贮罐贮存的技术参数为常压、?162。所以,在运行时需要对LNG贮罐进行增压,以维持其0.35~0.40MPa 的压力,保证LNG的输出量。 中小型LNG 贮存气化站常用的增压方式,通常有两种。一种是增压气化器结合自力式增压调节阀方式;另一种是增压气化器结合气动式增压调节阀方式。本工艺过程的设计采用增压气化器, 结合气动式增压调节阀方式。该增压系统由贮罐增压器,即空浴式气化器和若干控制阀门组成。具体工艺设备联接流程,如图2所示: 当LNG贮罐压力低于升压调节阀设定开启压力时,调节阀开启,LNG进入空温浴式气化器,气化为NG 后通过贮罐顶部的气相管进入罐内,贮罐压力上升;当LNG 贮罐压力高于设定压力时,调节阀关闭,空浴气化器停止气化,随着罐内LNG 的排出,贮罐压力下降。通过调节阀的开启和关闭,从而将LNG 贮罐压力维持在设定压力范围内。 1.1.4气化加热工艺 采用空浴式和水浴式相结合的串联流程,夏季使用自然能源,冬季用热水,利用水浴式加热器进行增热,可满足站内的生产需要。 空浴气化器分为强制通风和自然通风两种,本设计采用自然通风空浴气化器。自然通风式气化器需要定期除霜、定期切换。在两组空浴化器的入口处均设置气动切断阀,正常工作时,组空浴气化器通过气动切断阀在控制台处的定时器进行切换,切换周期为6 小时/次。当出口温度低于0℃时,低温报警并连锁切换空浴气化器。 水浴式加热器根据热源不同,可分为热水加热式、燃烧加热式、电加热式等等。 1.1.5BOG处理工艺 由于吸热或压力变化造成LNG 的一部分蒸发为气体(Boil Off Gas),本工程中BOG 气体包括: A.LNG 贮罐吸收外界热量产生的蒸发气体 B.LNG 卸车时贮罐由于压力、气相容积变化产生的蒸发气体 C.受入贮罐内的LNG 与原贮罐内温度高低差的LNG 接触产生的蒸发气体 D.卸车时受入贮罐内气相容积相对减少产生的蒸发气体 E.受入贮罐内压力较高时进行减压操作产生的气体 F.集装箱式贮槽内的残余气体 采取槽车自压回收方式回收BOG。回收BOG 的处理采用缓冲输出的方式,排出的BOG 气体为高压低温状态,且流量不稳定。因此需设置BOG 加热器及缓冲调压输出系统并入用气管网。 1.1.6安全泄放工艺 天然气为易燃易爆物质,在温度低于-120℃左右时,天然气密度重于空气,一旦泄漏将在地面聚集,不易挥发。而在常温时,天然气密度远小于空气密度,易扩散。根据其特性,按照相关的规范要求必须进行安全排放。过程设计时采用集中排放的方式。安全泄放工艺系统由安全阀、爆破片、EAG 加热器、放散塔等组成。 1.1.7计量加臭工艺 主气化器及缓冲罐气体进入计量段,计量完成后再经过加臭处理,然后输入用气管网中间站或终端用户。设计是根据流量计传来的流量信号,按比例地加注入臭剂,也可以按固定的剂量加注四氢塞吩。 1.2气化站平面布置 在工程设计上,气化站分为两大区域:生产区和辅助生产区。 生产区:主要有LNG 储罐、空浴式气化器、水浴式加热器、缓冲罐、加臭装置等生产设备。另外还包括卸车台及槽车回转场地。 辅助生产区:包括控制室、变配电室、柴油发电机房、消防系统包括消防泵房、消防水池管阀等和氮气棚等。 1.3LNG 气化站主要设备的技术性能与制造要求 1.3.1LNG 储罐及其制造的安全技术要求 采用地上式金属单罐,其结构形式为真空粉末绝热、立式圆筒形双层壁结构,采用四支腿支撑方式。 内罐采用耐低温的奥氏体不锈钢 0Cr18Ni9-GB4237制成。材料应符合《压力容器安全技术监察规程》GB150和设计的图纸规定:制造时采取措施有焊接工艺评定和做焊接试板的力学性能检验,同时还需经受真空检漏,包括氦质谱真空检漏考核,以符合真空绝热的安全技术要求。 外罐壳体采用压力容器用钢板 16MnR-GB6654 制成。所用材料应严格地控制质量。外层罐壳是为了满足夹层内真空粉末绝热要求而设计的内罐保护壳。外罐壳体属于真空外压容器,对外壳罐体的检验除需经受0.115Mpa的内压气密性检漏外,还应进行真空检查,包括氦质谱真空检漏考核,以符合真空绝热的安全技术要求。外壳罐体上方安装有LNG的气体外排的安全泄放口和管理及重点部位的接地防雷击设施,以保证气站和罐体等的绝对安全。 内外罐体之间安装有内外罐体的固定装置,固定装置将满足生产、运输、使用过程强度、稳定性等安全需要以及绝热保冷的安全技术需要。夹层内填装有优质专用的珠光砂保冷材料用于保冷,同时夹层内还设置抽真空管道。 1.3.2空浴式气化器 空浴式气化加热器的导热管系统是由散热片和管材挤压成型的,导热管的横截面为星形翅片。气化器的材质必须选择符合耐低温(-162 ℃)的材质。目前常用的材料有铝合金(LF21)。空浴式气化器的结构型式设计为立式长方体。 1.3.3水浴式加热器 水浴式加热器根据热源的不同工程设计时,可选择热水式、蒸汽加热式、和电加热式等。 1.3.4缓冲罐 设置缓冲罐的主要目的是为了缓冲经过加温后的BOG气体,以达到能稳定出站天然气的压力。 1.3.5加臭装置 设计采用一体化撬装燃气加臭装置。 加臭剂四氢塞吩的加入量,在工艺技术上控制在15~20mg/m? 。 2LNG气站的安全技术管理 2.1天然气站的安全管理措施 2.1.1天然气站的供气运行必须保证常年24小时不间断有人值班。 2.1.2生产区内不准停放车辆,严禁无阻火器车辆进入站区。 2.1.3LNG储罐每年须进行一期真空检验和外观检查,安全阀、压力表、温度计、流量计,每年必须按规定进行检验,保持在有效期内。 2.1.4站内外严禁有易燃易爆物品和其它不安全隐患。 2.1.5电话、防爆照明电气设备必须正常完好。正确使用设备,不超压,超速或超负荷运行设备。 2.1.6在站内的消防器材要严格管理,无特殊情况,不得随意挪用,并保证在有效期内,接收消防大队的检查。 2.1.7在站内明显处悬挂有“严禁烟火”等标志牌,非工作人员严禁入内。加强明火管控,员工进入站区,不准穿带铁钉的鞋,各种手机电话等通信工具要按指定地点存放,在站内工作时不准使用。 2.1.8检修主要的供气、输配电等设备时,安全措施落实没到位,不准检修。 2.1.9检修人员要严格执行操作规程,检修前应办理相关报批手续,并经主管部门领导批准同意,重大设备检修须经上级高层主管领导审批签字确认。检修后的设备,未经彻底检查验收,不准启动使用。检修完毕后将检修的工作场地清理干净,不留任何杂物。 3结束语 天然气在日常生活中的使用,具有显著的环保、成本合适等优点,在其它工业上的应用也日趋呈现。在积极贯彻科学发展观、实现循环经济的大背景下,中国必将能够不断创新,在LNG能源气站设计工艺与安全管理方面走在前列。为了保证 LNG 站的良好运转,充分实现其功能和价值,充当好其能源供应平,加强其安全管理极为重要。在以上工作的基础上,LNG供给、价格等目前也相对稳定,普及使用将日益广泛。 工艺设计安全管理探讨:试论压缩天然气加气站工艺设计及安全管理 [摘 要]本文笔者探讨了压缩天然气加气站工艺设计,并提出了压缩天然气加气站的安全管理。具有重要的现实意义。 [关键词]压缩天然气;加气站;工艺设计;安全管理 0 引言 随着我国大型输气管道的建设,推进城市气化进程,为压缩天然气汽车加气站的建设与发展带来机遇,压缩天然气加气站在我国得到了空前的发展。下面笔者探讨了压缩天然气加气站工艺设计及安全管理。 1 压缩天然气加气站工艺设计 由燃气管网来的天然气进入加气站后,经调压计量进入脱硫装置,然后通过压缩机增压至25MPa,再进入脱水装置进行干燥处理,使其水露点达到有关规定要求,随后进入顺序控制盘,其出口分高、中、低三条管线引出,向存储装置充气,进行气体的高压贮存。压缩天然气经过售气机计量后对天然气汽车车载钢瓶进行充气,供压缩天然气汽车使用。当站内储气井天然气压力降到20MPa以下时,控制系统自动用天然气压缩机直接向汽车充气,当加气量较小时,压缩机继续工作给站内储气装置充气,使储气井的压力保持在20MPa以上,以满足汽车的充气要求,减少压缩机的频繁启动,增加运行成本。 1.1 进站和计量 由于燃气管网压力不稳定,压力在0.14MPa~0.4MPa之间波动,为满足正常工作压力,燃气管网的DN100的天然气管道进入加气站,经缓冲罐调压后,天然气通过涡轮流量计进行计量,涡轮流量计前端装有过滤精度为5μm的高效过滤器。并配温度体积修正仪。 1.2 脱硫 根据目前天然气成分性质报告,供应加气站的天然气硫化氢含量小于15mg/m3,但是,供应城市管网的气源的硫化氢含量可能远远大于15mg/m3,对于一种酸性腐蚀性介质的硫化氢,特别是与水份结合,其腐蚀性更强,直接影响车载钢瓶的寿命和设备的运行安全,一旦车载钢瓶在行驶中发生爆裂,将对财产造成严重损失和负面的社会影响;所以应该设计设置脱硫装置,前期气源满足脱硫要求时,该设备进行预留,城市气源进行改变和天然气气质发生变化时,脱硫设备进行工作。脱硫设计选用干式脱硫塔两个,应该填装了CT8-6的固体脱硫剂,主要是固体脱硫剂氧化铁,需要加一些的催化剂。采用一用一备的脱硫塔,也可以将两个并联或串联使用。脱硫系统包括二个脱硫塔、一个缓冲罐,它压力为1.6MPa。 1.3 脱水工序 一般多级压缩机对吸入气体有比较严格的要求,原因是天然气含有的水分、尘粒和腐蚀杂质会对压缩机运行带来直接的影响,而且水分的存在还会被带入CNC汽车气瓶导致发动机无法正常工作。因此,在多级压缩机前必需对吸入前的天然气进行低压脱水,并且在多级压缩机级间或末级出口设置高压脱水装置进行深度脱水(达到55℃的露点)。、两者的脱水原理是相同的,目前一般采用固体干燥剂吸附法较多,固体干燥剂种类很多,应选用那些吸水能力比吸烃类等其他气体能力强的吸附剂,选用颗粒状硅胶或分子筛,干燥剂填料饱和后需用天然气再生,该过程为安全、稳定、连续再生,直接取脱水装置出口净气经稳压器后进入干燥器,再生气经分离计量后回到压缩机前。 1.4 压缩工序 天然气从中、高压管道进站,经过滤、计量、调压至压缩机额定进口压力后,进入缓冲罐。如从城市中压管道输送来的天然气,调压至(0.3MPa后,进入缓冲罐。按预处理后天然气压力的不同,一般选用3~4级压缩机就可将天然气升压至25MPa、对加气站而言,天然气压缩机是关键。为了减少压缩机频繁启动操作,在压缩机下游应设置储气装置,并把储气装置分成高、中、低压力区,一般按1:2:3体积比分配容积,采取压缩机向储气装置优先控制充气原则,就是指压缩机向站内储气装置充气时,控制气流先充高压级、后充中、低压级直至都达到25MPa即可停机;而当车载气瓶从储气装置取气时,则采取顺序取气原则,即控制气流先从低压区取气。后从中、高压区取气。这样的优先顺序流程均由程序控制气流分配系统,能提高储气装置容积利用率。 1.5 储气 目前储气系统采用的储气方式主要有:大容积的储气罐储气、使用的钢瓶组储气、使用地下储气井储气。钢瓶组储气由于每个公称容积为80L的钢瓶组成,整个储气系统钢瓶数量多,占地面积大,管道连接点多,易泄漏,检测工作量大,钢瓶的使用寿命较短,其优点为投资低,随着加气站的建设,综合费用的计算,采用钢瓶储气的方式逐渐被淘汰。大容积储气罐属较新的储气装置,具有接口少,设备的使用寿命相对较长,管理方便的优点,但投资较高,占地面积较大,设备属于高压容器,检测工作量较大,平时管理和维护工作较大。地下储气井是向地下钻井,每口井深100~150m,占地面积小,安全性能较好,运行费用低,使用寿命较长,虽存在施工难度大,一次费用高,漏气不易发现等缺点,但随着加气站的建设,施工工艺的改进,工作效率的提高,工程费用逐渐降低,工程质量能得到保证,所以应选用储气井储气。 2 压缩天然气加气站安全管理 2.1 站内防火 天然气的主要成分是甲烷,并含有少量的乙烷、丙烷、重碳氢化合物、氮、氮及硫化氢等,在常温下是一种比空气轻的易燃、易爆甲类火灾危险性物质,其爆炸浓度极限为5-15%,天然气的爆炸下限较低.因而发生爆炸的危险性也较大。发生火灾或爆炸的主要原因是设备、管道、阀门等发生泄漏,遇明火而引起火灾,当泄漏气体在封闭空间内积聚到一定浓度时,即有爆炸危险。 (1)站内主要工艺的防火 压缩机室及储气井为甲类生产区域,压缩机室内设有可燃气体浓度检测装置,当发生天然气泄漏时,报警并自动开启轴流风机,避免室内天然气积聚发生危险。储气井管道上设有安全阀、压力表,可方便观察压力,同时在意外时,可通过安全阀放散泄压。 (2)站内的阀门及管道防火 由于高压管路系统压力较高,因此对管道材料及阀门的质量要求高,应选用国外优质阀门,确保质量。天然气管道全部采用无缝钢管,其中低压管道采用低压流体输送用无缝钢管,高压管道采用锅炉用高压无缝钢管,材质为不锈钢。 2.2 安全运行管理制度化、规范化 (1)合理设置工作岗位.合理配备工作人员。确定人员编制后。应对每个工作岗位明确工作职责。使每个人员明确其工作范围和内容。 (2)编制操作规程。加气站内设备均为高压高危设备,因此必须对每类设备编制专门的操作规程,并对操作人员进行岗位技能培训,使其严格按规程操作,严防因误操作而发生事故。 (3)建立运行台账。对每类设备建立运行台账.记录每次运行过程中设备的主要参数,以便检查设备的工作状态、性能,为设备维护保养及检修提供依据。 (4)编制合理的维修计划。根据运行记录及检查情况.及时合理地制定每类设备的维护维修计划。并组织执行。保证加气站长期正常地运营。 (5)编制应急处理预案。CNC加气站属于高压高危工作区。随时有可能发生危险,为保证突发事件能够及时、有效地得以解决,我们根据事故的不同种类和部位编制了应急处理预案,建立应急抢险组织机构,并把预案的内容宣传贯彻到每个人。 (6)安全措施及规章到位。制定全面、有效的安全措施及规章是加气站能够正常运营的有力保障,加强安全方面的检查是站内所有人员义不容辞的责任。 3 结语 压缩天然气加气站设计时需要靠多专业紧密配合,各专业共同努力,在加气站设计时每个专业都是非常重要的,没有主次之分,任一专业配合不好都有可能产生严重的后果。在加气站设计时不仅靠燃气工艺完成,还需要建筑、结构、电气、给排水等紧密配合.加气站主要功能是用于加气,加气站的工艺设计是非常重要的,能否选择合适的工艺设备,对加气站安全、经济等方而产生较大的影响。 工艺设计安全管理探讨:化工工艺设计安全管理危险识别与控制 摘要:安全是任何工作开始的前提条件,对于化工工艺的设计当然也不例外。因此在设计之前,必须要通过分析提前确定可能出现的危险因素并加以防范,将危险因素在设计时就消除。 关键词:化工工艺设计;危险识别;控制 现代社会的文明程度越来越高,对于安全的意识也越来越强。在当下的化工设计工作中,对于安全问题的强调也越来越突出。我们对于安全问题有了全新的认识,以往总是将如何解决突发问题放在首要的位置,但现在我们更侧重于防患于未然,采用“问题发现式”的预测方法,将化工装置的设计阶段作为保障化工装置安全运行的第一步,在设计中规避安全隐患。 1化工工艺设计 在设计之初,我们必须要清楚化工设计的原则以及精神,并且将其切实的贯彻到实践当中去。在进行化工工艺设计时,我们就可以对一些细节和关键点采用灵活的处理方式,既可以保证不会违反规范,又可以不影响生产,最重要的是可以规避一定风险。由于化学工艺中危险的发生往往是不经意的,因此我们必须要对每一步工艺的安全性能进行全面深入的剖析,以保证工作人员的生命安全以及相关单位的财产安全。首先,我们必须清楚地了解所用到的原材料以及产品的化学性质、物理性质以及他们之间会不会在某种条件下发生有危害性的化学反应。《建设设计防火规范》GB50016-2014把物品的危险等级分为五个等级(甲乙丙丁戊),其主要从原料、中间品以及成品的物化性质、存放数量以及火灾爆炸危险程度来进行划分的。根据不同的等级我们要设置不同的防爆以及防火措施,这些信息对于设计时的设备选择、操作方式以及安全保护措施都有十分重要的意义。化工工艺设计具体涉及的对象包括设备、管道、泵阀、仪表及自动化等等。 2化工工艺设计的特点 化工工艺与其他的生产工艺不太相同,化工工艺往往含有比较新型的生产技术,并且工艺的流程与其他生产过程相比要更加复杂和严谨,一般有一下几个特点:第一,由于化工装置的工艺流程一般都比较独特,针对不同的化学产品需要有与之匹配的装置进行生产,因此,无论是对于功能化还是标准化的设计,在设备选用方面都给设计人员提出了更高的要求。第二,化工设计的工作量往往非常大。在设计时要针对不同的化学原料进行调研,确定其各种性能,然后才能对其有下一步的设计。另外,化工工艺设计的预算往往要超出其他工艺流程的设计,由于原材料多为特殊产品,不管是生产设备还是后续的处理设备,都需要做特殊考虑。并且许多企业为了能够提前抢占市场,往往采用开发与设计同步的方式,一边开发设备以及工艺,一边将开发出的东西进行调整和优化。因此在预算中往往含有大量的科研经费,因此这使得预算与其他工艺设计相比增加不少。第三,化工工艺设计的工艺条件多样性和复杂性。化工工艺设计时往往要考虑化工装置的工艺条件,比如温度、压力、液位等等,有的化工装置需要多个工艺条件结合起来控制,才能形成完整的工艺装置,最终生产出产品来。这些工艺条件需要进行不断的调试和关联,这个过程也往往比较复杂。从以上几个特点中可以发现,化工工艺设计因为工作繁琐、投资量大以及产品原材料危险性大,往往更容易在设计时出现事故隐患。因此,化工工艺设计的危险识别和控制就显得尤为重要并越来越为人们所重视。 3危险识别与控制 危险识别与控制,主要就是对生产工艺的全过程中可能包含的危险点进行排查,在设计阶段提前摸清可能出现危险的地方,并且针对不同原因做出不同的应对策略,最大程度上增强生产流程运行的安全性。 (1)物料。 在生产的过程中,原材料的变化往往是多样且快速的。原材料可以分为几个演变过程,即原料、材料、半成品、中间产品、副产品以及成品,它们可能以不同的形态存在,具有的化学以及物理性质也不尽相同。因此全面的了解他们的性质是识别危险以及对危险进行分析和评价的基础。评价的方面主要应该有物料和产品的稳定性、化学反应活性、燃烧以及爆炸特性、毒性及健康危害等方面。 (2)工艺路线。 在实际的生产过程中,要尽量使用安全性高的原材料代替安全性低的,同时也要考虑化学反应产生的一些副产品是否有毒有害。另外,对有害的副产品要进行必要的处理,或者稀释或者中和。在进行工艺运行的时候,减少设备链中原材料的储存,并且尽量做到物尽其用,减少浪费以及对环境的污染。 (3)化学反应装置。 作为化学反应装置的核心,化学反应往往有着举足轻重的地位,许多产品都需要通过化学反应来得到。但是与化学反应相对应的是不安全因素。因此,在进行工艺设计的时候,要在最开始就预想好在工艺链运行过程中可能出现的最严重的事故是怎样的,以此为出发点,进行反应器以及搅拌器的选择。 (4)管道。 瓶瓶罐罐是化学实验中最常见的东西,同样,管道也是连接整个化学生产工艺链的媒介。通过管道输送的物质往往有易燃易爆、腐蚀性或有毒的特点,因此,如果管道不能完全的封闭,可能会导致这些有害物质泄露,对生产人员造成生命财产的威胁。在管道设计时,应该尽可能的对可能发生的泄露进行预想,并且从材料选择、管道连接以及受力分析等多方面规避泄漏问题的发生。在实施生产之前,要提前对控制管道的阀门材质以及密闭性进行检查,并且对管道布置的位置进行合理分析,防治由于管道震动导致的有害物质泄露。易燃易爆原料应该尽量不要经过拐弯处的管道,并且所有的管道支架都应尽可能的接地。 (5)安全防护装置。 在化工生产的现场,必须要有相应型号的灭火器,以便在原材料因化学反应导致起火的时候能有尽快处理。另外,对于一些危险性比较大的生产工艺,相关工作人员还需着防护服进行操作。高危实验应尽量保证全自动生产。 4结束语 化工工艺设计是保证化工生产能共正常进行的前提,在保证符合国家现行设计规范时,还应该在设计时就将预防危险发生这一理念融入到工艺设计中,并且不断对设计进行完善,保证将事故发生的可能性降到最低,实现本质安全的目的。 作者:胡喜生 单位:广州科化工程设计有限公司
城市污水处理技术探析:浅谈中小城市污水处理中存在的问题及解决策略 [论文关键词]中小城市;污水处理;解决策略 [论文摘要]发展中小城市是中国未来城市化的重点和方向。中小城市的健康发展,是促进区域经济社会发展、保障人民健康和国家走向持续发展的重要环节,目前我围在中小城市污水处理方面尚缺乏适用技术和设备制造技术,缺乏管理经验,严重影响了中小城市的发展,本文分析了我国中小城市污水处理方面存在的问题并就这些问题提出了相关的解决策略,城市化是现代化的一个标志,中小城市是沟通大城市与小城镇及其周边地区的桥梁,大城市和小城镇的发展都离不开中小城市。我国中小城市划分是指根据管理工作的需要,按市区(不包括市辖县)的非农业人口总数多少对城市规模进行划分。在我国城市规模的分类为:城市人口在20万人以下的为小城市,20~50万人为中等城市。随着社会经济的发展,中小城市污水处理厂的建设已提到议事日程上来。如何根据中小城市的特点优化污水处理工艺成为目前城市规划和建设中亟待解决的问题。 1、中小城市污水处理中存在的问题 首先,中小城市在污水处理中表理出水平低,主要表现在污水处理设备落后。我国的污水处理厂绝大部分是一、二级污水处理。污水设备存在着效率低、能耗高、维修率高、自动化程度低等缺点。据清华大学紫光顾问公司调查,目前我国现存污水处理的设别运行状况是1/3运行正常、1/3不正常、113处于停止状态。这使污水处理厂的运转率只能达到50%。另外,我国污水处理技术虽然在吸收消化国外技术的同时也发展了自己的技术,但这些技术在不同程度上存在着基建造价和运行成本较高、处理效率有待提高等问题。这严重影响我国污水处理的水平。 其次,污水处理厂建设和运行资金严重短缺。为了实现我国污水处理的2000年和2010年的目标,我们必须在较短时间内建设足够数量的污水处理厂。根据统计资料表明,我国2000年需增加1518万吨的日处理能力,约需投资304亿元。到2010年还要增加6722万吨的日处理能力,约需资金1344亿元。短时间内要筹集这么多资金,资金不足也就十分突出了。由于污水处理厂建设和运行资金短缺,致使一大批规划中的污水处理厂迟迟不能上马,预期的环境目标无法实现。 中小城市污水处理中存在的问题还体现在运行机制不合理。我国污水处理的建设、运行、管理体制是从建国以来形成的计划经济体制条件下的建设、运行、管理机制。污水处理的全部费用都由政府全部承担,而污水处理又是纯公益事业,这就造成了一般建不起,建起了也养不起的局面。 2、有关中小城市污水处理的解决策略 1)建立市场经济的运行机制 我国目前的污水处理的建设、运行、管理是一种典型的计划经济模式,己不符合现代的市场经济。为此我们要建立市场经济的运行机制。把污水处理作为一种市场行为,作为一种商品生产的过程。中水作为一种商品,通过销售中水来取得维系运行的经费,为经营者创造利润和再发展的资本。经营者按市场经济的规律努力提高管理水平、寻求最佳方案,使污水处理持续发展下去。 2)实现污水处理资源化 从自然属性看,污水处理资源化就是保护水资源的更新能力的有效手段:从社会属性看,污水处理资源化就是解决污水对环境的污染;从经济属性看,污水处理资源化,就是从流通的角度增加水资源;从科技属性看,污水处理资源化就是要研究出先进的污水处理的设备和工艺,来减少污水对环境的污染;从哲学属性看,污水处理资源化就是维持人的生命源泉,水的伦理道德的平衡,以确保人类社会的可持续发展。从另一角度看,污水处理资源化是实现污水处理的市场化、商品化的根本。只有将污水变成再生水,才能实现污水的市场化、商品化,才能实现污水的优化处理。 3)制定鼓励污水处理的经济政策 制定鼓励污水处理的经济政策,实现污水有价排放、有偿处理、有偿使用。并利用价格杠杆,使污水排放的价格略高于处理的价格。这样污水处理厂,只要认真管理、积极经营、就会有赢利,这样就会使污水处理有发展潜力,在市场经济发展规律中有竞争力。 4)大力发展污水处理的科学技术 要大力发展污水处理的科学技术,研究污水处理的新工艺、新设备,这是提高我国中小城市污水处理能力的保证。 (1)革新的氧化沟工艺 现代氧化沟工艺具有运行灵活、处理效果好、脱氮效果好、污泥稳定程度高等工艺特点。如交替式氧化沟工艺通过将2~3条既联系又相对独立的单沟组合起来,通过改变氧化沟和操作方式,设置了相对独立的缺氧区与好氧区,形成A/O和A2/O的工艺环境,不仅可达到去除BOD、SS的目的。而且可达到生物脱氮除磷的目的。从目前国内氧化沟的应用来看,其突出的工艺优点是基建费用低,操作简单,运行稳定。易于维护管理,剩余污泥量少而且稳定,处理效果稳定可靠, (2)革新的SBR工艺 SBR法从问世以来,已经发展为城市污水处理的实用技术之一。其变种也有十几种之多,如UNITANK工艺、TCBS工艺、MSBR工艺等。革新的SBR工艺在城市污水应用中的重点是尽可能降低基建和运行费用,简化操作过程,提高系统的可靠性和灵活性。革新的SBR工艺城市污水处理中的关键技术如下:为达到同时硝化反硝化的目的,准确控制溶解氧的设计;合理的污水体积确定;典型污水水质脱碳、脱氮、脱磷的关键工艺参数;高效连续流SBR工艺的设计;革新的SBR工艺配套系统的合理设计。 (3)从工业废水的单独分散处理转为城市污水的集中处理 虽然发达国家的污染控制对象已经转向微量有毒有机物,致力于受污染水体水质功能的恢复,但广大发展中国家的污染控制对象仍然主要是有机污染物,以及氮磷营养物,遏制水污染和水质富营养化不断加剧的趋势仍然是艰巨的任务。因此,今后相当长的一段时期内,加强污染源的末端治理依然是我国水污染控制的最主要途径。国内外的实践表明,在绝大多数情况下,采取城市污水与工业废水集中处理的方式具有非常明显的技术经济优势。 (4)扩增污水处理厂综合性技能 长期以来,我国的污水处理技术研究以单项优势为主,且偏重于工艺性能的研究,缺乏对不同处理系统综合研究,缺乏足够的系统性、完整性,缺乏全面和综合比较能力。因此有必要调整科技攻关的思路,将工艺研究和设备开发密切结合,在推广应用先进工艺技术的同时推出高质量的成套设备,不断扩增污水处理厂综合性技能,如:曝气系统生产性能测试和改进技术;不同类型微生物的微观分布及其对处理性能的影响;溶解氧分布与能量节省;新型除磷脱氮技术的开发等。 总之,污水处理设施的建设和运行是我国中小城市当前水污染控制的重点。建立科学的污水管理体制和方法,掌握一批在中小城市具有代表性的污染源的治理技术和城市污水处理技术,可以大大推动我国污水处理设备产业的发展和促进中小城市持续发展。 城市污水处理技术探析:城市污水处理厂的环境影响与防治对策 论文关键词 城市污水;环境影响;工艺技术;防治对策;深度处理 论文摘要 分析了城市污水处理厂的环境影响,提出相应的防治对策,以期正确引导城市污水处理厂的建设。 随着我国节能减排工作的不断深入,城市污水处理厂作为主要减排的载体,在减排工作中显得尤为重要。按照有关要求,到“十一·五”期末,我国城市污水处理率必须在70%以上。全国各地近期内必将掀起建设城市污水处理厂的高潮。因此,应充分认识城市污水处理厂带来的环境影响,采取合理的防治对策,正确引导城市污水处理厂的建设。 1城市污水处理厂建设的主要内容 城市污水处理厂的主要建设内容有硬件系统和软件系统。硬件系统包括污水收集系统和处理系统,污水收集系统包括城区污水收集管网、污水输送管道及污水提升泵站;污水处理系统包括污水处理工程的构筑物、配套的泵站、设备、自控系统等。软件系统包括设计的处理规模和处理工艺,处理规模即日处理的污水量,处理工艺即处理工艺技术、路线、自控性能等。 2城市污水处理厂对环境的影响 2.1对生态的影响 由于城市污水处理厂通常建在城市周边的郊区,从城区收集的污水需要通过输送的管道及污水提升泵站方可送到污水处理厂,输送管道的建设将破坏穿过的土地、河流等生态系统,其建设过程中产生的弃土堆置不仅需要占用土地,同时还破坏土地原有的生态系统。在城区的污水管网建设和改造中,施工过程的噪声、粉尘、施工废水对城区居民产生影响,产生的弃土对占用土地生态系统产生影响。 2.2恶臭的影响 城市污水处理厂的恶臭主要来源于格栅、泵房、沉砂池、反应池、污泥池等,由于废水中含有氮、硫、氯、磷等污染物,随着废水的腐殖发酵产生如NH3、CH3S?蛳OH、H2S等,形成恶臭。 2.3噪声的影响 城市污水处理厂的噪声源主要有风机、水泵及水流等,尤其是风机的噪声,声级高达105dB。尽管一般情况城市污水处理厂远离居民区,对周围的居民区影响很小,但对于操作人员,长期处于强噪声的工作环境中可能导致耳聋,并对人体的中枢神经、植物神经产生损害。 2.4污泥的影响 城市污水处理中产生污泥,一般情况下为污水处理量的1%~2%,污泥的发生量大。污泥中不仅含有大量的病原体、微生物、寄生虫、病菌及有机物,还含有汞、铬、镉、铅等重金属,处理不当将对土壤、地下水、地表水等产生影响。 2.5排水的影响 城市污水处理厂处理后的最终排水对收纳的水体产生影响。城市污水经正常处理达标的情况下,排水进入河流后在排水口附近形成一段混合区,在此混合区内,水质不能达到相应的水质标准,对该段河流的水体功能产生不良影响,影响沿线居民的生产、生活。尤其是非正常工况下,污水经处理后不能达标排放,在收纳排水的水体将形成很大的超标带,并将对沿线的生产、生活带来严重的影响。 3防治对策 3.1合理选址 城市污水处理厂选址,要根据城区总体规划要求,选择城区的下风向、收纳废水河流的下游、远离居民区;在排水口设置时,按照水源保护区设置的要求避开集中式饮用水源的取水口、渔业养殖等。 3.2建设花园式厂区 在厂区因地制宜种植花草树木,充分利用不同植物对污染物的吸收作用。如利用地衣、山楂、夹桃竹、丁青等吸收二氧化硫,女贞、美人蕉、大叶黄吸收氯气,水葫芦、浮萍、金鱼藻等吸收水中的汞、铅、镉,阔叶植物吸收大气中的飘尘。在污水处理厂建设中,将绿化、人工湖、景点与处理构筑物、出水相结合,既能减少污染对环境的影响,又可美化厂区。 3.3建设全封闭式污水处理厂 通常对恶臭主要处理方法有焚烧法、催化氧化法、吸附法等,将发生恶臭的构筑物安置于室内,通过引风设备收集恶臭气体,再将臭气采取相应的净化措施,不仅可以吸收恶臭气体,厂房还对噪声起到封闭隔离降低效果。 3.4选择合理设备 既要根据所在地的自然条件和经济状况,选择经济可行的处理工艺设备,满足处理效果要求和经济承受能力;还要采用先进的自动化控制系统和全线监控系统,减少人工操作,避免因人为因素对处理效果的影响。 3.5确定合理建设规模 在城市污水处理厂建设中,要按照城市的发展规划和环境保护规划,合理确定规模,分步实施。 3.6选择合理的工艺 污水处理厂的处理工艺应根据原水水质、出水要求、处理规模、运行成本、自然条件和社会状况等因素慎重考虑。不同的工艺技术都有其优点、特点、适用条件和不足之处,因此,工艺选择应符合技术合理、经济节能、易于管理、重视环保等方面的要求。 3.7污泥的处置 污泥处置应按减量化、资源化、无害化的处置原则,首先对污泥进行浓缩脱水,减少污泥发生量;再通过消化、厌氧,去除污泥中的有机物、病菌和微生物等,并对污泥进行成分测定,达到要求后可以进行堆肥,充分利用污泥中丰富的氮、磷、钾等营养成分,如不能利用,则进行无害化填埋处置。 3.8城市污水的深度处理 为减轻城市污水处理厂的排水对收纳水体的不良影响,节约水资源、保证水资源的持续利用,可对污水进行深度处理后重复利用。尤其是缺水地区,对污水进行深度处理后重复利用,是解决淡水资源的重要途径。 所谓深度处理,就是在污水经过物化生化处理、达到排放标准后,对污水进一步采取处理措施,降低水中的污染物,使水质接近或优于可以直接利用的水质,如居民生活中的水、工业冷却水、道路绿化浇洒水、农田灌溉用水等。通过城市污水的深度处理,使污水达到重复使用,节约水资源,减轻对收纳水体的污染。 城市污水处理技术探析:城市污水处理厂污泥的综合利用方式 摘要:本文通过污泥的综合利用、填埋、投海等几种主要的污泥处置方式的分析,指出污泥的资源化利用应立足于各地实际,在兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益平衡的前提下,选择最佳处置与利用方案。 关键词:污泥 综合利用 城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等,如果不加处理的任意排放和投弃会对环境造成严重的污染。随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化,污泥的产生量必将有较大的增长。如何妥善地处置污水厂污泥,并将其作为一种新的资源加以有效利用,变废为宝,已成为城市污水厂和相关部门提高技术水平和管理水平的重要因素,也是全球共同关注的课题。 1.污泥最终处置的主要方式 目前,国内外污泥最终处置方式主要有:综合利用、填埋、投海。 (1)综合利用 ①农田林地利用 污泥脱水后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题,污泥中含有大量植物生长所必需的肥分(N、P、K)、微量元素及土壤改良剂(有机腐殖质)。我国城市污水处理厂的各种污泥所含肥分见表1,故污泥农田林地利用是最佳的最终处置方法,但污泥中也含有对植物及土壤有危害作用的病菌、寄生虫卵、难降解有机物、重金属离子以及N、P的流失对地表水和地下水的污染,甚至可能含有一些致癌物质,目前对重金属污染研究较多。因此,在作农田林地利用前,应进行堆肥处理以杀死病菌及寄生虫卵,同时还应去除这些有害物质。目前普遍的问题是检测手段跟不上要求,处理成本无法和经济效益相平衡,化肥的普遍应用造成销售市场难以开发等,这些使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。我国有大量工业废水进入污水处理厂,污水中重金属离子约有50%以上转移到污泥中,污泥中的重金属离子含量一般都较高。 为提高污泥的农用量可以采取一些措施:一是把污泥制成有机—无机复合肥料,适当添加钾肥以补充污泥肥料中钾的不足,这样可以提高肥效降低有害物的含量;二是在经济政策上优惠使用污泥复合肥料的单位或个人,如免费提供试用肥料样品,免费为施用污泥复合肥料的区域或地块作土壤营养状况分析等。 ②污泥焚烧产物利用 污泥中合有一定量的有机成分,经脱水干燥的污泥可用焚烧处理。在日本,该方法巳占污泥处理总量的60%以上、欧盟也在10%以上。为防止焚烧过程中产生二?f英等有毒气体,焚烧温度应高于850℃。污泥焚烧所产生的焚烧灰具有吸水性、凝固性,因而可用于改良土壤、筑路等,也可作为砖瓦和陶瓷等的原料,另外,污泥灰也可以作为混凝土混料的细填料。将污泥转变成一种颗粒状燃料,可以很好燃烧,其热值和褐煤相当,燃烧释放的有害气体远低于焚烧过程,其残余物可用于建筑工业。 污泥焚烧可以从废气中获得剩余能量,用来发电。在脱水污泥中加入引燃剂、催化剂、疏松剂和固硫剂等添加剂制成合成燃料,该合成燃料可用于工业和生活锅妒,燃烧稳定,热工测试和环保测试良好,是污泥有效利用的一种理想途径。 ③低温热解制取可燃物 污泥热化学处理因其无害化和减量化彻底,地位已逐渐增强。污泥低温热解是一种发展中的能量回收型污泥热化学处理技术。它通过在催化剂作用下无氧加热干燥污泥至一定温度( 500℃)、由干馏和热分解作用使污泥转化为油、反应水、不凝性气体和炭等可燃产物,最大转化率取决于污泥组成和催化剂的种类,正常产率为200~300L(油)/t(干泥),其性质与柴油相似。 ④建筑材料利用 污泥可用于制砖和制纤维板材。 污泥制砖的方法有两种。一种是用干化污泥直接制砖,另一种是用污泥灰渣制砖。用干化污泥直接制砖时,应对污泥的成分作适当调整,使其成分与制砖粘土的化学成分相当。当污泥与粘土按重量比1:10配料时,污泥砖可达普通红砖的强度。利用污泥焚烧灰渣制砖时,灰渣的化学成分与制砖粘土的化学成分是比较接近的,制坯时只需添加适量粘土与硅砂。比较适宜的配料重量比为灰渣:粘土:硅砂=100:50:(15~20)。 污泥制生化纤维板,主要是利用活性污泥中所含粗蛋白(有机物)与球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐的水溶液这一性质,在碱性条件下加热、干燥、加压后,发生蛋白质的变性作用,从而制成活性污泥树脂(又称蛋白胶),使之与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材。其品质优于国家三级硬质纤维板的标准。 (2)填理 污泥填埋有填地与填海造地两种。 污泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式,经过消化后的污泥有机物含量减少,性能稳定,总体积减少,脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。由于消化装置工艺复杂、一次性投资大、运行操作难度大,实际运行经验表明往往难以达到预期的效果。况且脱水污泥含水率大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30%含水率,因此需再经处理才能送生活垃圾填埋场填埋;或者设置专用的污泥填埋场,根据污泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋,但此法有占地较大、选址受阻及存在二次污染隐患等缺点。 污泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。污泥填埋场的渗滤液属高浓度有机污水,必须集中加以处理;污泥填埋场四周应设围栏,并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施,未经干燥焚烧处理的污泥,宜小规模分层填埋,生污泥泥层厚度应 0.5m,消化污泥泥层厚度应不大于3m,泥层上面铺砂土层为0.5m,彼此交替进行填埋,并设置通气装置,污泥焚烧灰渣填埋时,可不分层填埋。 污泥填海造地,应遵守下列要求:①必须设护堤,渗水也必须集中进行处理,以防污泥和污水污染海水;②污泥或灰渣中的重金属含量应符合填海造地标准。 (3)投海 沿海地区,尤其是有大江、大河入海口附近,可考虑把生污泥、消化污泥、脱水泥饼或焚烧灰渣投海。投海污泥最好是经过消化处理的污泥。投海方式可用管道输送或船运,其中管道输送较为经济。在污泥投海工程实施前,必须搞好投海区的选择(离海岸10km以外,水深25m左右),以保证海水的稀释与自净作用。 总之,综合利用将是今后污泥处置的主要方式。填理由于占地多,潜在生物可利用率低,渗滤液可污染地下水,后续处理管理费用高等问题,应用受到限制。海洋投弃将逐渐被禁止。随着科技的发展,污泥的有效利用的方式和有效利用率将会进一步增加。 2. 污泥利用方案的选择 (1)污泥利用的潜在风险 污泥利用需满足严格的环境卫生标准,不能造成新的环境危害。污泥利用的环境问题是重金属和氮对土壤、作物、水体的影响以及病原物污染,所以具有潜在风险。污泥的热能利用无疑是风险最小的,而土地利用则需严格管理,只有重金属含量低于农用污泥标准才可用于农作物,而且污泥肥的施用也需严格定量以控制重金属的积累和减少氮、磷淋失对水体的污染。至于病原物污染,热干化的安全性较佳,因其高温灭菌作用很彻底,产品可完全抑制微生物的活性;碱性稳定化基本上也能达到安全标准;堆肥则不足以保证安全性,因病原物仍有少量存活且产品的高含水率(一般为30%~40%)可使病原物复活,故采用堆肥方案时需加强对堆肥质量、场所和施用场地的管理。 (2)利用方案的比较 ①农田林地利用 用污泥对农田、林地、草坪施肥或进行土壤改良以及用于市政绿化、育苗等,不仅可改善土壤的理化性质,增加土壤肥力,促进树木、花卉及草坪等的生长,而且可避免污泥中的重金属、有毒有机物因食物链的生物富集效应对人畜产生的危害,除此之外土壤的自净能力还可使污泥进一步无害化。因此土地利用是一种积极的、生产性的污泥处置方法。污泥利用前需堆肥化处理,堆肥化若采用静态条垛工艺,成本最低,但其生产周期长、占用土地多且对周围环境的影响比较严重;若采用发酵仓,其设备投资和运行费用将增加,而且若要制成复合肥还需烘干造粒设备,这样其成本优势就大大削弱了。 ②污泥焚烧产物利用 污泥焚烧效果好,焚烧产物既可用作新的产品原料,又可回收热能。国外已有较成熟经验和工艺,可以直接借鉴使用。但总体来说焚烧的成本最高(是其他工艺的2~4倍)。今后应从降低成本,减少二次污染角度着手,生产新设备。 ③低温热解制取可燃物 污泥低温热解效果亦好,污泥可通过干馏提取油、气等,不但可做燃料也可用于制造四氯化碳等化工产品,具有工业化利用前景,且能量回收率高,经济性优于焚烧处理,是大有前途的处理方法。在热解机理和动力学研究方面,还有很多工作需进一步探讨。在工艺和设备的改进方面有待新的突破。 ④建筑材料利用 建筑材料利用,不仅可以减少污泥填埋所占用的土地,减少自然资源消耗,而且可以使资源得到循环利用,变废为宝。 (3)其他因素 污泥处理设施的选址是方案选择的决定因素之一。一般而言,污泥宜就近处理以节省运输费用和减少湿污泥运输对沿途造成的污染。由于污泥处理过程中可能会带来臭味、有毒有害气体及病原体等环境问题,所以选址会对方案选择产生决定性影响。 3. 结语 污泥经过减容、稳定和无害化处理后,可以作为资源加以综合利用。污泥的处理处置及其无害化,作为再生资源有效利用是世界各国共同重视的问题。面对各地区千差万别的污泥利用经验,应立足于本地区的实际情况,在兼顾环境生态效益、社会效益和经济效益平衡的前提下,审慎地、全面地论证各种方案实施的可行性,从中选出最佳方案。目前的利用方向是土地利用和热能利用。从长远看,对于我们这样一个农业大国,应将污泥制成污泥复合肥料或污泥生物复合肥料,将农田林地利用作为主要的有效利用途径。同时,也要发展研究其它的资源化途径,如直接或间接作为燃料、热分解制油等。污泥焚烧作为最彻底的处理方式,在国外,特别是西欧和日本已得到了广泛的应用,欧洲将来有30%的污泥土地利用、70%热能利用。在国内,由于其一次性投资和处理成本大、焚烧烟气需进一步处理等问题而一直未得到应用。随着国内大型城市污水处理厂建设的进一步加快,污泥处置已成为突出的问题。
建设优质工程是目前电力工程施工过程中施工人员最大的愿望,建设优质的电力工程就是不仅要严格的遵守国家相关规定,而且在质量以及视觉上都要有非常好的成绩,但是建设一个如此完美的工程是非常不容易的。电力工程的建设会直接影响到整个国家的发展,所以一旦电力工程的施工出现了差错就会给整个国家的发展带来不好的影响,因此将电力工程的工作做好是施工人员义不容辞的责任,同时创新施工技术和普及标准化工艺的任务也不可怠慢,必须立即执行。 一、工程技术创优过程控制 (一)提高施工标准,转变方法 工程创优工作对电力工程管理工作的要求又提高了许多。工作人员在施工时喊出自己的信念非常容易,但是如果想把自己的信念转化成真实成绩却十分困难。因此想要工程创优工作能够顺利进行并且拥有非常好的成绩,就需要我们一步一个脚印、踏踏实实的工作,要从基础出发,做好每一个环节的事情。工程创优工作的进行可以分成以下几个部分:制定目标、施行、对施工过程中产生的问题进行仔细的分析,最后要对结果进行严格检验,直到达标为止。施工过程中可以采取不一样的技术,要有属于自己的施工风格,不要盲目跟从别人的做法。在工作具体操作过程中,一定要按照规定进行,不得出现违反相关规定的现象。如果发现了违规现象一定要把它扼杀在摇篮里,必须建立完善的质量监督管理体系,加强控制工作。因为任务完成过程中会涉及到许多方面的检测问题,所以就可能会出现使用大量的人手现象,如果没有精密的计划就会造成人力资源浪费,所以电力工程施工之前制定一套完善的管理方案是一件非常重要的事情。 (二)制定创优细则,全面创优计划 创优质量的发展方向就是创优项目,要以工程项目的创优工作作为在电力工程施工过程中的首要执行任务。在施工过程中首先要建立创优小组,并且以领导层作为首领,要设立专门的创优部门,对工程创优工作进行管理。实施工程创优计划必须要有专门的细则,要根据工程不同的类别,在创优计划中突出对待,工作人员在进行管理工作时要对所管理的文案进行备份,要有专门的监督考核体制。并且要多了解其他工程的施工案例,开阔一下自己的眼界,对待成功的案例要汲取其中经验,要学会在同行之间取其精华弃其糟粕,从而才能够增长自己的见识,为自己的施工工作提供优秀的创新型技术。在体系完善了之后,工程开始之前要做好创优的计划,一个项目能够顺利完成的基础就是一个好的策划,要将好的策划落实到实际的应用中。策划的内容包含了许多方面,它包含了在施工之前的一些准备工作,施工中的安全管理工作,以及一些在施工完成之后的检验工作,面对不同的工作不同的施工阶段所要策划的内容是不同的,而且策划细致程度也不一样。细致的计划可以很好的给施工人员指定施工的目标,他们在施工过程中可以明确的知道自己下一步要做什么,从而就可以提前做好准备,避免了一些意外事故的发生。传统的工程在施工过程中,没有提前策划的意识,从而就会产生因为工期的原因,而匆忙的完工影响了工程质量,而创优计划就可以很好的避免了。 二、标准化施工工艺 (一)技术原理 标准化施工工艺是以国家电网所提倡的工艺作为施工基础,然后与传统的创优技术相结合,从而就可以将工艺水平提高。此工作的进行,在人力资源管理与施工效果方面有着非常重要的作用。 (二)全面推行标准化施工工艺 随着目前国家电网由传统形式向着智能化方向发展的现状,电力工程的质量越来越有保障,同时也成为了公共安全的基础。因此,电力工程建设过程中一定不能疏忽,应该积极的推动标准化工艺发展。但是此事件看起来容易,实际的实施过程中会存在着许多的困难,所以就需要工程管理部门在质量、管理以及安全方面都要提升实力,要不断地汲取工作的经验,创新一些有效的措施,并且要不断的提高工作人员的技术水平,从而才能够真正的实现国家的标准化施工工艺的应用。 三、结语 本篇文章的主要内容是电力工程施工技术创新及标准化工艺技术管理,电力工程中的两大核心内容就是施工技术与管理措施,现在的时代在不断的发展着,所以技术创新与标准化工艺的应用非常重要。他们不仅关系到工程的质量问题,还关系到施工人员的安全问题,并且直接的关系到工程的施工水准。所以,创新施工技术与标准化工艺体系建设,强化管理人员的意识,将出发点放在工程问题上,创优发展,培养员工们的工程质量优化意识非常重要。因为只有这样做,才能够提高电力工程的施工质量,电力企业才能够很好的工作。这样做才能够让电力工程的质量达到国家的标准,满足国家的发展需求。
玻璃制造论文:通用飞机风挡玻璃制造技术研究 摘 要:文章介绍了国内通用飞机的发展趋势,以及通用飞机风挡玻璃的国内市场需求及制造技术现状。详述了通用飞机风挡玻璃低成本制造技术研究。 关键词:通用飞机;风挡玻璃;低成本制作 引言 随着中国低空空域不断放开的政策引导下,使得中国通用飞机市场成为全世界通用航空业者最垂涎的“蛋糕”。庞巴迪、湾流、塞斯纳、豪客比奇等世界知名通用飞机制造商纷纷展开在国内合作项目。在国家及地方政策大力扶持下,各地正新建数十个航空产业地基。中国通航产业市场正在步入高速发展阶段。在未来几年中,国内通用飞机持有量即制造数量将呈几何级数增长。 风挡玻璃作为通用飞机的一项不可或缺的关键零件,因其独特的加工工艺技术及零件薄、尺寸大、外形复杂、批产量大、低制造成本的产品特点,使国内通用飞机风挡玻璃制造技术及制造产业相对空白。面对国内通用飞机市场巨大的需求,加速完善国内通用飞机产业链条,抢占市场先机。有必要大力发展飞机风挡玻璃低成本制作技术。 1 通用飞机风挡玻璃产品介绍 小型通用飞机风挡普遍采用单块铸造丙稀酸脂有机玻璃,其设计尺寸大,无中央隔框,平面投影面积约2m×1m,厚度约3-5mm。在保证飞机气动性能的同时,给内部乘员提供良好的视界,还能使飞机外观时尚美观。 2 风挡玻璃材料选择 座舱盖透明件材料要求具有良好的光学性能,透光度应在90%以上,能为飞行员提供清晰的视界,同时又要具有一定的综合力学性能,可以承受一定载荷作用。目前用于座舱盖透明件的材料有两大类,一类为丙稀酸脂材料,另一类为聚碳酸脂材料。 聚碳酸脂材料优点是韧性好,疲劳强度和抗冲击强度高,缺点是硬度低,使用中易磨损和划伤,需要在表面涂一层耐磨油脂,另外透光度(88-91%)比丙稀酸脂材料(91%)略低。但由于透光度难以达到要求,聚碳酸脂材料使用并不普遍。 丙稀酸脂材料优点是透光度高,具有一定的硬度,缺点是比较脆。目前飞机座舱盖透明件普遍采用丙稀酸脂材料。丙稀酸脂又分为拉伸丙稀酸脂(也称定向有机玻璃)和铸造丙稀酸脂(也称非定向有机玻璃)两种,拉伸丙稀酸脂与铸造丙稀酸脂相比,韧性好、疲劳强度和抗冲击强度高,由于拉伸丙稀酸脂需要吹塑成形,其成形技术难度高、制造成本高。对于通用飞机风挡外形太复杂、制造成本低的原因,只能选用铸造丙稀酸脂材料。 3 某型飞机风挡加工过程介绍 3.1 典型工艺流程图(见图1) 3.2 典型工艺流程 (1)原材料储存 原材料尺寸36"×72",室温下储存,湿度不高于70%,环境无大量灰尘。 (2)原材料检验 去除保护纸并检验材料厚度及表面质量,是否存在划伤、气泡、杂质、裂痕等质量缺陷。 (3)成型前的准备 检查成型工装胎面是否洁净,成型工装胎面须在成型4-6架份后,在胎面上重新均匀撒婴儿爽身粉(中性)。成型工装胎面每两年更换毡布。然后将材料悬挂至滑轨上,使用中性肥皂水对玻璃两面进行清洗。 (4)材料加热 将材料悬挂至烘箱滑轨,并送至烘箱内加热。升温至160±5℃,并保温14min。 (5)零件成型 零件出炉时,工人应迅速、动作协调一致,将零件取下。材料需在5秒钟内放到工装胎面上。两名工人端起风挡材料应同时置于工装胎面上,不允许将零件离开胎面重新调整,并且材料两端余量应相当。 然后迅速将成型工装上盖板扣下,并进行人工压紧。在材料冷却10分钟后,对材料表面按零件边缘线进行标记,最后取下。 如果零件成型后出现折皱等质量缺陷,可将玻璃回炉重新加热成型。经验表明重新成型次数不能超过3次。 (6)光学检验 成型后的零件在暗室中对着光栅检验零件的光学性能。对出现的质量缺陷进行打磨返修或者回炉返工。 (7)零件回火 零件在70±5℃的封闭洁净空间内,回火12-20小时。以便消除零件成型时产生的内部应力。 (8)喷涂胶衣 为防止在储存、周转、装配的过程中零件表面受到划伤,对零件表面喷涂保护胶衣。 (9)切割零件 将零件放至铣切工装上,按铣切工装托架边缘铣切零件外形,并去除锐边及毛刺。铣切工具选择转速为20000转/分钟的高速手持铣枪。切割时应注意铣刀与零件表面尽量成垂直状态,避免铣到零件边缘线内。 (10)终检打包 对零件进行最终检验,并贴零件标示后进行包装周转。 4 设备配备 4.1 烘箱 设备工作温度160℃,炉温均匀性±5℃。采用热风循环加热方式,循环方式采用上下流动形式,加热空气有过滤装置,保证加热空气相对洁净。烘箱带有上挂式滑道。有温度自动记录系统及报警系统。烘箱内腔尺寸不小于2.5m(长)×1.2m(宽)×2m(高),有效加热面积不小于2m(长)×1.5m(高)。 4.2 回火加热设备 可将40m2封闭区域加热至70℃,炉温均匀性±5℃。采用热风循环加热方式,加热空气有过滤装置,保证加热空气相对洁净。有温度自动记录系统及报警系统。 4.3 工具 4.4 工装 5 常见的质量问题 (1)雾气:透过玻璃观察,存在雾气般的模糊。 产生原因:使用不当的清洁剂(如酒精等)。 解决措施:可通过对玻璃表面进行抛光消除。 (2)细纹:玻璃内部有裂痕,出现银纹现象。 产生原因:玻璃在成型、回火、切割工序中由于内部应力释放不均产生的。 解决措施:无 (3)划伤:玻璃表面不同程度的凹陷。 产生原因:玻璃表面保护不当,在制造、周转等工序中对零件表面产生的划伤。 解决措施:测量划伤深度及面积。对于一定程度的划伤可通过打磨和抛光进行消除。 (4)畸变:玻璃的光学性能发生变形。 产生原因:由于对玻璃表面进行打磨、抛光不均匀,产生的视觉差异。 解决措施:通过光栅检验,划定畸变区域,进行进一步的打磨、抛光,直至完全消除。 6 结束语 通用飞机风挡玻璃成型工艺及工艺参数经过试验应证,不仅效率高,而且合格率高。实践证明上述成型工艺技术可行,而且满足产量大、低成本制造的要求。 玻璃制造论文:浅谈夹层玻璃的制造工艺及其生产和能源效率 [摘 要]夹层玻璃的制造工艺,主要是在两片或者是多片玻璃之间,夹持一层及多层聚合特,从而形成了“夹层”结构,并且经过热压以后形成的一种特殊的玻璃。但是它的主要的制作技术,还局限于传统的高压釜层压工艺中。这种加工技术能源效率低,消耗大,有待改善。 [关键词]夹层玻璃 制造工艺 能源效率 一.前言 随着工业科技的不断发展与进步,为了适应玻璃中间层的不断变化,追求更高的能源效率,夹层玻璃的生产工艺也发展起来,真空层压和快速熔合射频层压等制造技术也不断涌现出来。 二.夹层玻璃发展简述 夹层玻璃的主要组成,是通过高压釜、间歇式或者是连续式真空层压,及现场浇注以及快速熔合射频层压技术加工完成的。夹层玻璃一改传统玻璃又脆又硬的特点,广泛应用于车上风挡玻璃、透明窗口、营业厅等的隔离间断。夹层玻璃避免了传统玻璃在破碎的情况下出现的扎伤人、割伤事件上的发生。这种玻璃中间的夹层,可以使玻璃在损坏的情况下聚合玻璃碎片,从而减少玻璃碎片对人体的伤害。这种夹层玻璃还可以做为抵御冲击物与穿透物的攻击。从而具有安全性、隔音性以及太阳能量控制性等特性。所以还有绿色产品的特性。 夹层玻璃在早期,主要使用硝酸纤维素及醋酸纤维素做为夹层物。自1938年夹层玻璃被DUPONT公司用于汽车风挡玻璃以后,才大量的应用起来,也开启了夹层玻璃工业的序幕。自发明以来,发展至2009年时,我国的夹层玻璃产量已经高达4200万平方米。 三.夹层玻璃的制造工艺 PVB 在夹层玻璃中的使用范围较广,这是最早应用于工业玻璃中夹层的树脂。玻璃夹层制造工艺,高压釜层压工作,就是对这一层进行制造的工艺,这也是夹层玻璃制造工艺中的关键部位。这种材料的应用,直至今天在行业当中仍然占据着重要的位置。夹层玻璃制造工艺流程主要有:PVB 胶片的选用、保存 ,合片室的环境、玻璃片清洁度、合片方式、预热预压、高压釜内玻璃的操作技术等。 在这些制作工艺流程中,夹层玻璃的流程中,合片工艺、玻璃预热预压工艺、玻璃在高压釜内的操作这几种制作工艺,是制作流程中较有难度的工艺流程,对这几个环节的分析与研究,是保证夹层玻璃质量关键环节。所以对这部分的制作工艺进行深入的探讨。 1.合片操作工艺 对玻璃进行合片操作时,首先要选择适合玻璃宽度的PVB胶片,并且要保持胶片的清洁,避免用手直接接角胶片和玻璃,将PVB胶片自然展平,不要拉伸,对齐玻璃的内外片,不能有参差不齐感,要查看预留的标志是否重合,而后切除多余的胶片,在进行切割操作时,要使刀片保持倾斜,在合片边缘留出0.5mm ~2mm胶片,为了避免胶片收缩引起缩膜现象。合好胶片与玻璃合片以后,套真空橡皮圈,并查看密封条,在玻璃四周受到的拉力要均匀,然后对玻璃进行冷抽使合片中间的空气排除干净,且冷抽时间应不低于5min 2.玻璃预热预压工艺 玻璃夹合好PVB胶片,抽空空气以后,对合好的玻璃进行预热预压操作。进行预热预压操作的设备有三种,一种是预热预压箱,由于其设备简单且投资小、能耗低,所以被多家生产厂家所青睐。但是预热预压箱的缺点是效率低,无法适应产业化生产;传动型立式与卧式的预热预压机,这二种机械在生产上效率较高,适合规模化生产。二者区别是,在放置玻璃完成预热预压工作时,玻璃的放置方式,一个是立放,一个是平放。立式预热预压机对玻璃进行空气抽空操作时,对玻璃的弧度影响小。而卧式预热热压机对玻璃进行空气抽空操作时,由于玻璃平放,在自身的重力与抽真空压力的影响下,对玻璃的弧度产生影响。所以卧式预热预压机在对大规格玻璃的制作上更为适宜。 3.玻璃在高压釜内的操作工艺 高压釜内的制作工艺,是夹层玻璃生产的最后一道工序。经过预热预压处理的玻璃,为了使PVB胶片与玻璃合片更好的粘结在一起,还要经过恒温高压处理,才能够使用。恒温高压处理要在高压釜内操作,首先将粘合在一起的夹层玻璃的半成品,每片之间进行隔离,放入高压釜专用台架上,并使其牢固,然后紧闭釜门,对釜内加压充气,当釜内气压达到0.75MPa左右时,停止对釜内充气。这是由于夹层玻璃边缘未粘合牢固,为了使玻璃夹层中间的空间在压力的作用下溢出,而不致于空气从边缘处进入夹层内。釜内温度达到130℃左右时,立即停止加热,并保持这个温度。此时夹层玻璃已经能够粘合,对釜内进行二次加压,由于玻璃已经达到粘合温度,故这次加压不会使空气进入夹层中,待压力达到1.2MPa时,停止加压并保持压力平衡,持续经过1h~1.5h以后,降低釜内的温度到50℃时,开始对釜内进行排气降压,直至空气完全排出,开启釜门推出玻璃。夹层玻璃制作至此,还有收尾工作,即是对玻璃进行逐片检查,针对合格产品,进行修剪。割除周围多余胶片;对含有气泡和脱胶的玻璃进行挑选修补,重新进釜加压加温。 随着生产工艺的不断提高,大多数高压釜都具有自动控制的功能,在实际操作中,根据夹层玻璃自身特点与实际情况,进行加工。 四.合片后玻璃常出现的质量问题 由于夹层玻璃是针对玻璃片进行多层真空热压完成制作工艺的,故玻璃合片以后,会出现炸裂的现象,还有的玻璃出现弧度较差的情况,也有边缘夹杂气泡、卷缩或者是掺夹杂物等现象。这些现象都严重影响了夹层玻璃的质量。这些炸裂现象形成的原因主有这样几种: 1.玻璃成型以后,夹层玻璃的中间粘结层,由于内应力的作用下,导致玻璃自爆; 2.玻璃中间粘结层的内应力,主要是由于外片玻璃与内片玻璃在合片时,弧度的放置不吻合,致使二片玻璃在合片过程中产生夹层问题从而引起自爆; 3.玻璃在热弯过程中,如果降温速度过快,也会使玻璃出现梯度引起新的应力产生,造成自曝; 4.如果高压釜降温过快也会引起玻璃的炸裂现象; 5.玻璃经过热弯成型,这时为了促使玻璃成形而加大外力,玻璃应力不均时也会使玻璃产生炸裂; , 6.在玻璃装入高压釜时,如果玻璃片直接接触金属,或者是边部夹子力度过大,都容易使玻璃炸裂。 7.合片后的玻璃炸裂的现象,在安装时的外力的作用下,也会发生。例如玻璃的弧度同安装位置的弧度不符,从而使安装时玻璃受到外力的作用较大,在使用一段时间以后,也会发生炸裂现象。 五.预防夹层玻璃自曝措施与能源效率分析 为了有效预防夹层玻璃的自曝现象,并从能源效率的观点出发,以预防夹层玻璃自曝现象为主,并要及时对存有气泡与空气的玻璃进行重新回收利用,即可以节约资源,又减少成本支出,使能源效率最大化。在对夹层玻璃自曝现象的预防,要从这样几方面进行改善: 1.弧度不吻合: 建议外片玻璃在出炉以后用记号笔在内片与外片相对应的部位进行明显的标记,避免二片玻璃的标记不同,要完全重合。在对玻璃合片的过程中要参照此标记进行合片,避免玻璃出现问题引起自爆的现象。 2.边缘脱胶现象: 在对玻璃进行包装与运输过程中,要用塑料布包覆,使用专用夹层玻璃封边防止胶胶病变现象,这对预防脱胶引起的曝裂效果较好。 3.胶合层气泡现象: 首先对夹层胶片要注意保管,对于开封的胶片,要24小时控制温度与湿度,温度在18℃-25℃内保存,温度保持在20%-30%左右为宜。 六.结语 夹层玻璃的生产工艺,主要是通过压力将PVB胶片夹到玻璃中间,起到避免玻璃碎片伤人、加固与防止攻击等作用。这种夹层玻璃最初使用于汽车的风档中,随着制造工艺的不断进步,使用的范围也越来越广,其制作工艺也在不断的提高。预压预热机的发展,使夹层玻璃的预热预压工艺有了进一步的提升,产业化的道路不断的发展起来。这为夹层玻璃的应用带来了广阔的发展空间,由于夹层玻璃能源消耗大的特点,所以在生产中,在精益求精,在加工过程中容易出现的自曝现象,要严格控制,并对产生气泡或质量不过关的产品实行回收利用,以利于资源节约,使能源效率达到最大化。 玻璃制造论文:玻璃钢加工制造管理中的问题和对策 摘 要:玻璃钢又叫树脂基玻璃纤维增强塑料,目前广泛应用于交通运输、石油化工、建筑造船、体育器械、机器电器、卫生洁具等领域,已经成为了一个初具规模的新型工业部门。文章在玻璃钢的加工制造管理中出现的问题的基础上,提出了解决措施。 关键词:玻璃钢;制造管理;问题;对策 玻璃钢又叫树脂基玻璃纤维增强塑料,简称FRP,起源于20世纪30年代的美国,在1958年引入中国,我国的玻璃钢加工工业发展于20世纪60年代。目前玻璃钢广泛应用于交通运输、石油化工、机器电器、厨卫洁具等领域,具有广阔的发展前景。目前玻璃钢生产已经成为一个初具规模的新型工业部门,哈尔滨乐普实业发展中心德州分厂就是在这样的背景下成立的,在玻璃钢生产领域占据一席之地。 1 玻璃钢加工制造管理中出现的问题 玻璃钢就是玻璃纤维、酚醛树脂和环氧树脂的结合物,在加工制造的过程中利用一定的工艺将这三种原料进行融合,最终形成的产品。目前在玻璃钢加工制造管理中出现的问题如下: 1.1 在玻璃钢加工制造过程中出现的问题 玻璃钢的加工制造包括对新工艺的使用的熟练程度、原材料的使用情况等。具体的问题表现如下: 第一,工人对玻璃钢加工制造的新工艺不能熟练的掌握。在众多的玻璃钢制造工艺中,哈尔滨乐普实业发展中心德州分公司已经引入了一些新型的制造工艺,比如缠绕工艺技术、固化工艺技术、加工与磨抛工艺技术、涂装工艺技术等,在很大的程度上提高了玻璃钢加工生产的效率。但是由于技术工人不能对这些新兴的技术工艺完全掌握,导致在加工生产的过程中由于技术失误产生问题,造成原料的浪费,降低了企业的生产效率。 第二,在加工过程中对原材料的浪费。在玻璃钢加工制造的过程中,一方面由于技术工人没有很好的节约意识,公司也没有明确的节约制度;另一方面因为技术工人对新型技术的掌握程度不是很高,导致在加工的过程中因为技术失误造成原料的浪费。 第三,在加工制造的过程中没有做好人员的保护措施。玻璃钢生产制造过程中有些原料会散发出有害气体,对工作人员的身体健康造成危害。在玻璃钢生产加工的过程中,没有做好防范措施,导致工作人员的身体健康没有受到很好的保护。 1.2 在玻璃钢加工制造管理中出现的问题 玻璃钢的加工制造管理分为人员的管理和材料的管理以及玻璃钢成品的管理。在管理中出现的问题如下: 第一,工作人员时间意识不强。工作人员的时间意识分为上下班的时间意识和在工作中的时间意识。一方面工人上班的时间意识不强,经常出现迟到、旷工等现象,在很大程度上影响了企业的生产效率;另一方面在生产过程中,对原材料的融化时间和玻璃钢的成型时间都应该严格把控,但是由于工作人员的时间意识不强,导致加工过程中的时间没有把控好,影响玻璃钢的生产质量。 第二,对原料的管理不完善。玻璃钢原材料类型不多,但是数量很大,在原材料的管理方面没有做好原材料的防水、防火、防潮措施,导致原材料的质量严重受损。另一方面没有及时的将原材料的数量和类型做好记录,有时会导致原材料的数量莫名的减少。 第三,对玻璃钢成品的管理不完善。玻璃钢成品的管理保存需要一个清洁的环境,安排专门的人员进行保存。但是在实际的生产制造管理中,一方面玻璃钢有可能露天放置,经受日晒雨淋,对玻璃钢的质量造成严重的损坏。另一方面,没有加强对玻璃钢成品的监管,很可能导致玻璃钢成品无故丢失的现象发生,给企业带来经济上的损失。 2 玻璃钢加工制造管理中问题的解决方案 针对玻璃钢加工制造管理中的问题,本文提出了如下解决措施: 2.1 玻璃钢加工制造环节解决问题的方案 第一,加强对工人进行先进工艺的教育。新型的生产工艺是提高企业生产效率的关键,玻璃钢的加工制造也是如此。目前玻璃钢加工制造出现了很多新型的工艺,要及时的把这些新工艺的技术要点和操作方法教给工作人员。进行教育的方式可以分成小组进行教授,根据加工过程的不同环节,将工作人员分为不同的小组,选取小组负责人首先进行新工艺的学习,然后由小组负责人在实际的生产中将这个新工艺的操作方法教授给其他的成员。这样不仅能加强新工艺的掌握程度,还能加强工作人员的纪律。 第二,严格控制原材料的使用。在玻璃钢的生产过程中要严格控制原材料的使用。首先要建立原材料浪费的惩戒机制,制定详细的惩罚措施,保证原材料的合理使用。其次,在熟练掌握新工艺的基础上,对原料的使用过程严格把控,减少在使用过程中因为打翻等意外操作造成的原料浪费。 第三,保护工作人员的身体健康。在玻璃钢的生产过程中会产生对人体有害的气体,所以要加强对工作人员身体健康的保护工作。在生产过程中佩戴口罩,有规律的组织工作人员进行体检,保证工作人员的身体健康。 2.2 玻璃钢加工制造管理解决问题的方案 第一,加强工作人员的纪律意识。企业制定明确的奖惩机制,对工作人员的工作绩效进行评定和考核,并加强监管体系,严格监督生产过程,保证上下班时间的准确性,保证生产过程中对时间的准确把控。 第二,完善原材料和玻璃钢成品的管理制度。在原材料和玻璃钢成品的管理方面要完善管理制度,安排专门的人员进行管理,在入库之前要做好记录,出库的时候要凭借领导批示的有效凭证才能领取。做好原材料的防水、防潮工作,做好成品的防雨、防日晒工作,保证原材料和玻璃钢成品的数量和质量。 3 结语 目前,玻璃钢生产已经成为了一个新型的工业部门,在生产领域应用广泛。在玻璃钢的生产过程中难免会出现一些制造或者管理上的问题,这些问题的解决要依赖制度和人员两方面的共同努力。做好玻璃钢加工制造管理中问题的解决对玻璃钢企业的安全生产和玻璃钢企业的可持续发展具有重大的意义。 玻璃制造论文:玻璃钢贮罐的成型工艺研究与制造 摘要:文章主要是设计制造一个玻璃钢贮罐,贮存质量分数为28%的磷酸,使用温度为65℃。阐述了玻璃钢贮罐的工艺设计和整个制造工艺过程,包括玻璃钢贮罐原材料的选择、贮罐的工艺设计、缠绕成型过程。 关键词:玻璃钢;贮罐;喷射成型;缠绕工艺 随着缠绕技术的提高、工艺的改进,大型贮罐广泛应用于化工生产中。中复连众复合材料集团有限公司制造了直径21m,容积6000立方的大型玻璃钢盐酸贮罐,是目前全国乃至全球容积最大的玻璃钢贮罐。大型贮罐具有容量大,占地面积少,成本低等优点。玻璃钢贮罐根据所用贮存或运输的介质不同选用不同树脂体系作为粘结剂,通过改变树脂系统或采用不同的纤维增强材料调整玻璃钢贮罐产品的物理化学性能,通过贮罐结构层厚度、缠绕角和壁厚的设计制造出不同压力的纤维缠绕复合材料贮罐。本文主要论述了贮存质量分数为28%的磷酸,使用温度为65℃的玻璃钢贮罐的工艺设计和制造工艺过程。 一、玻璃钢贮罐的防腐结构 玻璃钢贮罐的耐腐蚀性可根据使用条件设计,因此能满足耐腐蚀介质的使用要求,其防腐结构主要包括四层。 1.内衬层。内表层的功能是抵抗介质腐蚀,是防腐蚀结构的主要组成部分。其制造方法是用玻璃纤维表面毡、有机纤维表面毡或其他增强材料增强的富树脂层,要求含胶量达到90%,其厚度为0.25mm~0.5mm。 2.过渡层。过渡层的含胶量比内表层低,约70%-80%。采用短切纤维做成的短切毡铺成;其主要功能是防止介质渗漏。过渡层通常含有1200g/的短切原丝毡。 3.结构层。结构层是贮罐的主要结构,用来承受外载荷,由连续纤维缠绕成型,含胶量35%-55%。 4.外表层。外表层是贮罐结构层的外保护层,主要功能是保护结构层免受外界机械损伤和外界环境引起的老化,同时也是对贮罐外表面的装饰,其含胶量为60%~70%。 二、原材料的选用 根据制品的使用条件,贮罐中贮存质量分数为28%的磷酸,使用温度65℃,树脂材料选用间苯型不饱和聚酯树脂。不饱和聚酯树脂耐酸,具有高热变形温度,此外还要有一定的力学承载能力。增强材料根据贮罐的使用要求及经济效益综合考虑选择中碱玻璃纤维,中碱玻璃纤维耐酸性好,成本低。根据贮罐的成型工艺,还选择辅助材料包括固化剂(引发剂)、促进剂、催化剂、阻聚剂、触变剂、防静电添加剂、填充剂等。胶液配置过程:首先抽样检验各种原材料是否合格,然后按照合理的配方向树脂基体中加入溶剂、固化剂、促进剂或其他辅助材料,充分搅拌,搅拌时间不低于2小时。配制不饱和聚脂树脂体系前配料应严格按照制定配方进行,配料容器应保持干燥、清洁、无渍物,不饱和聚聚树脂的固化剂和促进剂不能直接混合,以免发生危险。一般一次配制的胶液量不能过多避免浪费。 三、贮罐制造工艺设计 贮罐采用筒体和封头分开制造,筒体和封头的拐角处理对贮罐设计极为重要。在筒体和封头的结合拐角处设计成一定的圆弧过渡区,并进行有效补强,加强逐层递减,避免截面上突变产生应力集中。 1.贮罐封头成型。贮罐封头结构主要包括内衬层和结构层。贮罐封头内衬层成型。①根据工作的环境条件、温度制定合适的的树脂配方,配置内衬层的树脂,要求含胶量达到90%以上,一次配料量要根据制造进度和用量而定。胶液的配置需根据现场的工作条件及时调整配置。②内衬层制作采用喷射成型工艺,模具采用钢制模具,钢制模具应平整并保持干燥,表面均匀涂刷脱模剂。采用进口喷枪喷射玻璃纤维纱,根据铺层设计要求进行内衬层喷射成型。③检验。内衬层树脂含量高,具有很好的防腐防渗作用。如果发现缺陷,应采取补救措施。④内衬深度固化,脱模。贮罐封头结构层成型。封头结构层采用喷枪喷射纱与玻璃布铺设交替进行。 2.贮罐筒体成型。贮罐筒体结构主要包括内衬层、过渡层和结构层。贮罐筒体内衬层和过渡层主要起防腐防渗作用。筒体内衬成型与封头内衬成型工艺及原材料相同,采用喷枪喷射成型,铺设完毕后检验、深度固化。内衬层树脂含量要求达到90%以上。贮罐筒体过渡层也采用喷枪喷射成型,但含胶量要求比内衬层低,达到70%即可。贮罐筒体结构层。贮罐筒体结构层采用连续纤维缠绕成型,通过设计合理的缠绕工艺和缠绕线型采用计算机控制缠绕成型设备缠绕成型。 3.贮罐整体加强。贮罐整体加强采用喷射纱、环向与交叉缠绕交替进行,在缠绕过程中不断调整缠绕设备及缠绕参数,通过调整内衬转速及纤维张力,达到贮罐壁的树脂含量要求。纤维缠绕成型工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维(或布带、预浸纱)按一定规律缠绕到指定的芯模上,然后经固化、脱模,获得制品。将组装好的贮罐筒体和封头接入计算机控制缠绕成型设备,缠绕成型设备选择计算机控制缠绕成型设备,在使用设备前需完成一些准备工作包括缠绕设备的检验、调试和线型相关程序的输入。认真检查缠绕成型设备运转及工作部位是否正常,特别细心检查浸胶系统是否有堵塞现象,确保缠绕过程的运行稳定和工作精度。缠绕成型。①调节纤维的张力,用张力器测量纤维张力,并调节张力控制机构。②将预先配好的胶液倒入胶槽中,进行纤维的浸胶和挤压过程,将浸胶后的纤维分组,通过分纱装置后集束,引入绕丝嘴。③按设计要求进行设定线型的缠绕,缠绕时通过调节浸胶装置控制纤维含胶量。注意观察纤维的排纱状况,避免出现纱片滑移、重叠或出现缝隙等情况,缠绕过程中还需将贮罐产品表面多余的胶液刮掉。在缠绕封底与筒体拐角应力集中区时,需用短切纤维毡局部加强,注意调整缠绕角及封头包角,减少应力集中。④生产过程中保持整个生产现场清洁卫生。缠绕中应不断调节张力,及时添加新胶液,清除胶辊上的纱毛和滴落在缠绕设备上的胶液。⑤当缠绕贮罐的厚度达到设计要求的厚度时停止缠绕,卸下产品,准备固化。产品的固化。采用远红外线烤板加热固化,因为加热固化可以提高化学反应速度,缩短固化时间,缩短生产周期,提高生产率。本设计选用1℃,既可以提高生产周期,提高生产率,又不至于影响玻璃钢制品的质量。保温时间由树脂发生聚合反应所需的时间和传热时间决定,冷却阶段降温速度要恒定,防止使制品产生内应力,并且要尽量缩短生产周期。 4.外保护层制作。外保护层作为贮罐防止外界环境侵蚀及抗老化作用的关键层,严格使用设计树脂配方,保证树脂含量及设计厚度,不允许有气泡、干斑等直观缺陷;本次设计外表层用树脂腻子修补后进行喷漆处理。外表层制作完成后,严格按照设计尺寸对整个玻璃钢贮罐进行修整、后处理,然后再常温固化。 玻璃钢贮罐具有轻质高强、耐腐蚀、抗老化、使用寿命长等特点,用于储存各种腐蚀性介质可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂,主要应用于石油、化工、制药、运输等行业。采用缠绕成型工艺制作玻璃钢贮罐具有可设计性,设计灵活性大,结合先进的施工工艺可使玻璃钢贮罐罐壁结构性能优异,而且玻璃钢贮罐的检修费用低。 玻璃制造论文:探究玻璃钢模具的制造工艺 【摘要】本文主要对玻璃钢模具的制造过程以及技术进行阐述,从制造玻璃钢模具的技术条件、制造工艺准则、材料、模具胶衣的喷涂和模具铺层理等几个方面进行研究,对于提高玻璃钢模具的制造质量具有一定的借鉴价值。 【关键词】玻璃钢 模具 制造 工艺 玻璃钢属于一种较为特殊的复合材料,其具有耐腐蚀、耐老化、导热系数极低等优点被广泛的应用于机械制造行业、建筑工程行业等,如被用作汽车的外壳材料、家用设备、环保材料等。可见。玻璃钢在材料市场的份额必将会进一步增大。 对于玻璃钢的制造来说,模具的设计与制造是玻璃钢整个制造过程的核心部分,若要提高玻璃钢的质量特性,就需要从玻璃钢模具的设计制造方面进行必要的研究,本文将着重论述玻璃钢模具的制造工艺以及相关的技术条件。 一、玻璃钢模具制造的技术条件 玻璃钢模具的制造玻璃钢模具应满足下面几点要求:①收缩和变形要与原设计精度保持一致;②要有良好的表面光洁度;③能反复多次地承受固化时的放热、收缩,脱模时的冲击,模具使用寿命要长。以下为玻璃钢模具在进行制造过程中所需要的技术条件: 玻璃钢模具制造对于温度以及湿度具有一定的要求。如在制造阴模以及阳模的过程中,均需要保证一定的操作温度,温度应该保持在25℃左右,不得低于22℃,不得高于28℃。湿度会对模具的合模、胶衣以及的固化均有一定的影响,玻璃钢模具制造的理想湿度为40~60℃。 对于玻璃钢模具的制造工序以及相关的技术条件应该严格控制。玻璃钢模具制造的环境需要进行严格的净化控制,如制模车间的洁净度应该较高,同时在模具制造过程中需要提供高品质的洁净度较高的空气源。此外,安排适宜的制模时间表是制造好模具的因素之一。不管是采用传统的铺层方法还是选用新的低收缩系统,所需求的时间均由这些原辅材料的化学特性决定的,企图走捷径或加速工艺,都将对模具的质量产生不良的影响。 二、玻璃钢模具的材料选择 一般来说,玻璃钢模具的质量与材料的选择有较大的关系,无论是使用性能还是玻璃钢制品的寿命均与模具树脂的选择存在着一定的联系。 (一)模具用胶衣树脂 脱衣层的耐久性影响着玻璃钢模具的的寿命。制品的光泽度脱衣树脂的质量有着一定的联系。 模具所使用的脱衣树脂的选择原则为:①固化时的放热和收缩要小;②胶衣层具有优异的耐断裂、耐冲击性能;③胶衣层要有优良的耐热性、光泽度和硬度;④要有良好的涂刷性;⑤要与制品胶衣的色调相反。 (二)增强层树脂 增强层树脂主要用于玻璃钢模具的铺层工序,对于玻璃钢模具的耐久性以及变形性具有一定的联系,对于精度要求以及尺寸要求较高的模具,应该科学的选择增强层树脂。增强层树脂的选择原则是:固化收缩要小;韧性好;有易操作的黏度;耐热性好。模具的变形取决于树脂的固化收缩率,选择固化收缩率小的树脂,并使其缓慢而完全的固化,是制得优质玻璃钢模的关键。 二、模具胶衣的喷涂 玻璃钢模具的制作需要经过较多的工艺过程,其中包括喷涂模具胶衣、模具的铺层、脱模等工艺。模具胶衣的喷涂是模具制造中的关键工序,模具的胶衣相当于模具的“内脏”,后期的结构骨架以及铺层操作都是为胶衣的喷涂服务的。模具胶衣比一般产品胶衣需要更高的使用和固化条件。高质量的模具表面要求十分精密的模具胶衣操作及混合过程。 模具胶衣喷涂的具体工序内容为,在已精加工的木模表面上涂刷脱模剂或脱蜡剂机进行清洁、抛光处理,需要使用毛巾进行擦拭直到无胶衣模具具有镜面效果为止。待模具干燥后便可开始涂刷或喷涂胶衣。胶衣层厚度一般是0.4~O.6 mm,树脂用量为500~600 g/m2。涂刷后在室温(20~25℃)下放置至凝胶,凝胶后在40℃~50℃下加温固化1~3 h。第5次操作放置6 h以上。防滑面、形状复杂的地方上完脱模蜡之后,建议涂一遍多次脱模剂,如用硅烷脱模剂涂刷一次,到连续使用40~60次为止,正确对模具进行脱模操作可以延长模具的使用寿命。 三、模具铺层 在玻璃钢模制造过程中,我们多选用热变形温度较高、热收缩率较低的材料作为喷涂材料,如常选用的材料为苯树脂、乙烯基树脂、玻纤增强材料等。模具积层是从糊制首层开始的首层的质量要求是非常高的要避免一切模具完成后的再修理或对胶衣造成破坏的可能性。根据模具形状的复杂程度,糊制首层时纤维选用表面毡、的短切毡,积层时必须用铁滚仔细滚压铺层,确保所有气泡已赶净,并保证合理的树脂与纤维比例。当首层固化后,要对铺层做认真全面的检查,包括所有的拐角、曲面以及其他可能发生问题的地方。如发现气泡等缺陷,必须小心的将气泡去掉,并重新修补好创面。当积层的巴氏硬度达到完全固化硬度的80-90%时,就可以进行下一铺层。 四、总结 综上,对于高品质玻璃钢的制造需要严格控制每一个工艺规程,特别对于一些关键工序来说,需要按照相关的技术条件进行工序操作,从而能够从本质上提高玻璃钢模具制品的质量。 玻璃制造论文:环氧玻璃钢管高效制造技术的研究 摘要:本文是以环氧树脂系统固化的特点与内加热固化优势,讨论快速高效的玻璃钢制造技术。 关键词:环氧玻璃钢管,内加热固化,树脂迁移运动,催化型固化剂 1前言 纤维缠绕环氧玻璃钢制品,上至高精尖如火箭发动机壳体, 下至民用的工业产品如气瓶、化工和油田管道,大都采用酸酐固化剂环氧树脂基体。因为这类配方工艺性能较好,制品也具有良好的机械和物理、化学性能。成型时产品要加热固化,通常是置入固化炉中进行。这种制品进炉固化的方式被称为“外加热固化方式”,或简称为“外固化”。外固化的特点显而易见是初始温度场为外高内低,即传热方向由外部空间指向制品的中心轴线。 与外固化方式对应的即是“内加热固化方式”简称为“内热式”固化,它是通过先加热制品内部的芯模来实现的。这些都为纤维缠绕工艺的“内热式”技术提供了可借鉴的类比模式。对于玻璃钢管这类形体仅为简单柱状体的制品,较为容易实现芯模的内加热固化;前提是只要再配以适宜的、能快速固化的树脂配方,就能够实现环氧玻璃钢管道快速、高效的工业化制造过程。 此外内加热模具可获的所希望的胶液流动分布状态及胶液含量,改善纤维持续浸渍,并有利于微气泡的散出,从而提高制品质量,同时节约能源。 2内加热式固化 内加热固化是通过模腔中的较小热阻的金属管壁直接传给欲固化的玻璃纤维层。这种快捷的方式会很快使制品升温,可以恰到好处的引发环氧树脂的凝胶和固化反应。如果工艺条件设置得当时,可以在数分钟内完成树脂固化的全过程。 2.1内加热固化系统 内加热式芯模可以按照供热介质的不同,分为电、油、水和蒸汽几种内型。本文主要讨论电加热。 内加热传热介质向模具钢管壁输送热量,使其温度快速上升,通过传导又将热量传附在模具上的缠绕层。当温度升限达到一定温度时缠绕层所含的树脂就会逐步出现升温、粘度下降、流动迁移,进而凝胶、粘度上升、凝胶结束、进一步交链成为三维网状结构;即完全固化和后固化的过程。反应完成后,再输送冷却介质使芯模迅速冷却,将出现制品与模具因“热胀冷缩”滞后产生的空隙,以便顺利脱模。 2.2内加热与树脂迁移运动 环氧树脂在使用酸酐类固化剂时,必须添加叔胺或季胺等促进剂,以使产品性能优良。缠绕结束后便开始固化,内热式芯模将热量传给制品,树脂受热后粘度下降,使纤维能更好地继续浸渍,并有利于微气泡逸出。在这一阶段还发生了树脂分子的迁移运动,分子受热后增加了运动的能量,有了迁移运动的可能。而内热式芯模使得模上的温度场是内高外低,这个温度差便函是凝胶以前树脂分子迁移运动的动力。迁移运动的主方向由外向内,这是因为内层树脂温度高、粘度低,使得内层阻力减小,外层树脂向内迁移。这一物理过程伴随着环氧基开环加成聚合反应历程而受限制,直至树脂分子反应到凝胶为止。树脂迁移运动的结果 是在玻璃钢管道内壁形成了一层富树脂层。这一因热动力自动生成的富树脂层具有优良的力学与化学性能,正是此类管道得天独厚之处。 比较外热式与内热式,二者树脂迁移运动方向恰好相反。外热式由内向外,一般在固化炉中固化的环氧树脂管道内腔表层的树脂不够丰满,甚至有“缺胶”痕迹,用肉眼就可辩别。其物理原因正是由于凝胶前树脂分子迁移运动所致。 2.3热膨胀与加压固化 纤维缠绕成型的特点是经过杆系磨擦带着较大张力的纱束,紧紧地包裹住钢质芯模。缠绕完毕后,钢模壁便承受着相当大的压力。如果工艺不严格,纤维张力会散逸。 内热式固化给纤维缠绕层带来益处。炽热的加热介质使模体迅速膨胀,而紧裹模体的纤维缠绕层反成为模体膨胀的约束,于是,在树脂系统凝胶固化时玻璃钢层是在内加压状态下进行。这不但使松弛的纤维重新张紧,而且使用权内表层结构更加密实。 3促进剂的作用 众所周知,环氧树脂的固化剂一般分为胺与酸酐二大类。其实凡能打开环氧树脂环进行加成聚合反应的物质皆可称为固化剂。对于加成聚全反应,固化剂本身已加入其中成为网状组份之一。若其使用量过少,则尚有未能反应的环氧基,故反应不彻底。因此就有一个恰当加入量问题。 以阳离子或阴离子方式使环氧树脂的环氧基开环进行加成聚合,而其本身并不加入到网状结构中去的物质,就是所谓“催化型固化剂”即通常所谓的“促进剂”它不存在等当量反应的适宜量,其增加量仅使用权反应速度加快而已。 要与内热式固化相适应使树脂快速固化,须选用全程的促进剂,较合适的为叔胺或季胺类物质。 3.1潜伏性固化剂 潜伏性固化剂种类繁多,对纤维缠绕玻璃钢来说应用较多的是“热溶解型”,如双氰胺、咪唑化合物以及多胺盐类等。 其它的多胺盐也有类似特性。利用多胺盐在指定的温度下进行固化反应,而在此之前充分利用其潜伏期对胶液粘度增长较小的特性进行缠绕成型,这正是快速高效制管物理机制的妙用。 3.2凝胶曲线与固化温度 作出环氧树脂系统的凝胶曲线对制定合理的固化温度十分重要。通常通过实验测出不同温度下的凝胶时间并作图,见图1用以指导工艺实践。 4实验 NOL环试样制作与原材料 胶液配置比例: 胶液配制程序:根据试样需用量,按比例称好各种材料。依次将环氧树脂、液态酸酐、增韧剂放入容器,搅拌均匀。添加二甲基苄胺,充分搅拌。失效时间为6小时。胶液温度为30℃—40℃。 内模加热固化温度为180℃,时间30—40分钟,在烘箱中80℃固化一小时。取样加工至规定尺寸,加工的试样表面平整、光洁、无裂纹,颜色为浅黄色,没有局部发白、缩孔、气泡、起层及缝隙。 单向NOL环力学性能 测试结果表明采用内模加热NOL环复合材料力学性能优异,且该树脂任性好、与玻璃纤维界面粘结强度高、耐疲劳性能好。 4 结论 通过实验 证明内加热式芯模可以快速高效的解决纤维缠绕环氧玻璃钢制品的制造问题,解决了环氧玻璃钢不能快速高效进行工业化生产的技术症结,为玻璃钢的高效制造提供了技术保障。 玻璃制造论文:浅谈无碱玻璃纤维制造过程的职业病危害因素 摘要:通过分析无碱玻璃纤维的生产过程,识别无碱玻璃纤维制造过程存在的职业病危害因素,提出职业病危害的防护措施,以更好的保护作业人员的健康。 关键词:玻璃纤维 职业病危害 1、概述 玻璃纤维是采用玻璃球或废旧玻璃经过一系列加工而成的玻纤半成品,其细度为0.003mm-0.006mm,细如丝,软如棉、抗拉力强,颜色银白、无毒无味、耐酸、耐碱、耐碱、耐腐蚀、耐高温、绝缘性能好,是一种性能优越的无机非金属材料,已被广泛应用于交通、能源、建筑、航空、航天、环境保护、国防等行业。 玻璃纤维大致分为:中碱纤维、无碱纤维、高碱纤维。中碱纤维主要用于玻璃钢、防腐、防尘、墙体、装饰等;无碱纤维主要用于电子、信息等方面;高碱纤维在我国未得到较好的开发和利用。下面将着重分析无碱玻璃纤维制造过程中存在的职业病危害因素。 2、无碱玻璃纤维的生产过程 2.1玻璃成分及原料成分 (1)玻璃成份 (2)原辅料成分 无碱玻璃纤维池窑拉丝生产使用的原辅料主要有:叶腊石、石灰石、硼钙石、石英砂、萤石、芒硝、纯碱等。 2.2生产设备 无碱玻璃纤维生产制造过程中的主要设备有:螺旋给料机、气力混合输送装置、配料仓、单元窑、拉丝机、浸润剂配制釜、烘干炉、无捻粗纱络纱机、短切机组、短切毡机组等。 2.3生产工艺 按玻璃配方选择矿物原料,各种矿物原料以合格粉料进厂,由配料车间配料并通过气力输送分配阀输送至窑头料仓,供投料机使用。配合料在单元窑内熔融、澄清、均化后,流入H型成型通路。熔化良好的优质玻璃液由设在通路底部的多排多孔拉丝漏板流出形成纤维,经涂敷专用浸润剂后,大部分被高速旋转的拉丝机拉制卷绕成原丝饼,或一部份在线短切成短切原丝;拉丝机拉制成的原丝饼经烘干后,供下道工序专用设备加工制成无捻粗纱、短切原丝、短切原丝毡等玻璃纤维制品。 (1)配合料制备 池窑拉丝用“E”玻璃原料大部分为干燥的微粉原料,极易产生粉尘,所以系统采用密闭的气力输送和气力混合方式。配合料经上料输送系统、电子称量系统、气力混合和输送系统送至玻璃熔制工段。 (2)玻璃熔制 玻璃熔制系统主要由单元窑、成型通路、燃烧装置、鼓泡系统及自控系统等部分组成。 (3)玻璃纤维成型 玻璃液从铂铑合金多排多孔漏板流出后,被冷却器强制冷却和拉丝机高速牵伸成型为纤维,成型后的单丝经涂油器涂敷浸润剂并集束或分束后,大部分通过拉丝机的排线装置有序地卷绕在拉丝机上,形成原丝饼;一部分短切为短切原丝。 (4)浸润剂的制备 浸润剂原料主要为各类树脂和化学溶剂,在配置车间按玻璃纤维的种类要求在配置釜釜内混合后经管道输送至玻纤成型工段。 (5)玻璃纤维制品加工 将单股玻璃纤维经络纱机合成多股纤维或者将长纤维丝且为短丝,最后经成品检查并包装入库。 3、职业病危害因素分析 通过对无碱玻璃纤维生产中使用的原辅料及工艺过程的调查、分析,依据《职业病危害因素分类目录》、《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分 化学有害因素》和《工作场所有害因素职业接触限值 第2部分 物理因素》,识别分析该生产过程存在的主要职业病危害因素有:苯、甲苯、氟化氢、一氧化碳、二氧化硫、丙酮、乙酸、甲醛、碳酸钠、矽尘、玻璃纤维尘、石灰石尘、萤石混合性粉尘、其他粉尘、噪声和高温。 4、防护措施 结合无碱玻璃纤维的生产工艺,针对该过程存在的职业病危害因素分析,提出以下防护措施: 4.1防尘毒 配合料制备过程采用密闭的气力输送和气力混合方式,防止粉尘逸散至作业环境。 在络纱、短切等玻纤成品加工设整体和局部的通风除尘系统。 在浸润剂配制场所设置通风排毒系统。 玻璃纤维生产过程尽可能采用先进的工艺设备,提高工艺过程的自动化控制程度,避免作业人员直接接触有害因素。 4.2防噪声 选用低噪声设备,尽量采用自动化操作,使操作工位于密闭隔音的操作室内。 4.3防高温 窑炉和拉丝工段的烘房采用高厂房,屋顶开天窗,充分利用自然通风排出余热;窑体和烘房采用保温措施,减少热量散发;在车间办公室、休息室等设置空调系统;为作业人员提供含盐清凉饮料。 5、个人防护 依据《劳动防护用品监督管理规定》、《劳动防护用品配备标准(试行)》和《个体防护装备选用规范》的相关要求,为接触粉尘的人员定期发放符合要求的防尘口罩;为接触尘毒的操作人员发放防毒口罩或防毒面具;为噪声作业人员配发符合国家标准的个人防护耳塞。 6、综述 玻璃纤维生产过程中存在苯、甲苯、氟化氢、一氧化碳、二氧化硫、丙酮、乙酸、甲醛、碳酸钠、矽尘、玻璃纤维尘、石灰石尘、萤石混合性粉尘、其他粉尘、噪声和高温等多种职业病危害因素,建议从事该行业生产的企业按照相关标准规范的要求设置防护设施,同时为从业人员配备个人防护用品,保护从业人员的身体健康,同时加强企业的职业卫生管理,达到安全生产的目的。 玻璃制造论文:精密模压技术于光学玻璃的制造研究 摘 要:本文通过阐述精密型料成形技术,非球面透镜的压型制程,详细介绍了低熔点玻璃精密模压制造技术的工艺特点以及适用性。 关键词:光学玻璃;非球面透镜;精密模压 一、前言 玻璃精密模压制造技术特别适用于批量生产各种具有特殊结构的高精度中小口径透镜,尤其是那些用传统加工手段难以实现的光学玻璃元件,如小口径薄型透镜、高次非球面镜片、微透镜阵列、衍射光学元件和自由曲面光学元件等由于精密模压技术能够大批量直接模压成型精密的非球面或自由曲面光学零件,使得非球面玻璃光学零件被广泛使用成为可能。因而给光学系统设计带来了新的变化和发展,不仅简化光学系统结构、缩小体积、减轻重量、节省材料、减少了光学零件镀膜和工件装配的工作量从而降低成本,而且还改善了光学系统的性能,提高了光学成像的质量。这项技术的普及推广应用是光学行业在光学玻璃零件加工方面的重大革命。 二、精密模压制造技术的工艺特点以及与传统工艺的比较 作为成本相对较高的精密模压技术,其最大的优势在于批量制造非球面透镜。非球面透镜的主要应用有光纤耦合,DVD读取头,手机镜头,数码相机镜头等。在很多情况下,光学设计采用非球面,能够得到球面光学零件难以达到的光学性能,如提高系统的相对孔径,增大视场角,改进像质,改善光照度均匀性,缩短工作距离,减少镜片数量等,从而简化光学系统结构,减轻重量。因此,非球面常常应用于大视场,大孔径,像差要求高,结构要求简单的光学系统中。非球面光学零件因其优良的光学性能而日益成为一类非常重要的光学元件。 非球面零件可分为回转对称非球面,非回转对称非球面,无对称中心非球面,阵列表面四类。其中最常用的回转对称非球面。它是一条二次曲线或高次曲线,绕曲线自己的对称轴旋转所形成的回转曲面。 设一条直线z为回转轴,z轴也是光轴,非球面上任意一点到光轴的距离为r,非球面定点在z=0处,则回转对称非球面方程为: 式中,第一项是这个非球面的基面,它表达了一个二次去面;后面各项是这个非球面的高此项,它是偏离二次去面的表面特征,既非球面是在二次去面的基础上作一些微小的表面变形,可以达到校正相差的目的,由于一个非球面可以有多个量可以选择,和球面仅有一个c两选择相比,非球面有很好的作用,可以有一个非球面产生几个球面结构的作用。 玻璃精密模压制造技术大体上可以分为3个部分:精密模具设计与制造、热压成形工艺和模压玻璃。其中模压玻璃包括预型片设计与制造以及模压后玻璃光学性能的变化两部分。模压透镜的光学精度与这3个部分紧密相关。不同于材料去除型加工方式,精密模压制造技术首先在无氧环境中将置于高精度模具内的玻璃预型片加热到适合模压的温度,经由模芯表面施压转移面形,继而保压退火去除压力分模,最终只需一道工序即可得到模压透镜,工艺流程简单,生产效率高。由于在制造过程中,不需要对镜片进行装夹固定以及局部接触施加压力铣磨抛光,因此不会产生传统加工方法中难以避免的薄型镜片因机械应力而变形的问题。只要模压条件正确设置,工艺稳定,模压镜片的面形和结构将具有良好的精度和一致性。 采用玻璃精密模压方法进行透镜加工,与传统的加工工艺相比具有如下优点(见图2.1, 图2.2) : (1)一般只需一道模压工序即可得到最终的光学元件,不需要传统的粗磨、精磨、抛光等工序,即可使光学元件达到较高的尺寸精度、面形精度和表面光洁度。 (2)能够节省大量的生产设备、工装辅料、厂房面积和熟练的技术工人,使一个小型车间就可具备很高的生产力。 (3)可很容易经济的实现精密非球面光学零件的批量生产。 (4)只要精确地控制模压成型过程中的温度和压力等工艺参数,就能保证模压成型光学零件的尺寸精度和重复精度。 (5)可以模压小型非球面透镜阵列。 (6)光学零件和安装基准件可以制成一个整体,结构更加紧凑。 (7)因为不使用研磨液和抛光粉等颗粒材料,且玻璃预制片不会产生加工去除废料,是一种环保技术。 目前批量生产的模压成型非球面光学零件的直径为2~35mm,直径公差为±0.01mm ;厚度为0.4~25mm,厚度公差为±0.01mm;曲率半径可达5mm;面形精度为1.5λ,表面粗糙度符合美国军标为60/40。 三、精密型料成形技术与模压技术介绍 玻璃光学零件模压成型技术是一项综合技术,需要设计专用的模压机器,采用高质量的模具和选用合理的工艺参数。成型的方法,玻璃的种类和型料,模具材料与模具制作,都是玻璃模压成型中的关键技术。 精密型料成形技术早已成熟,各光学玻璃厂已用于批量制造。Matsushita电器公司和Sumita光学玻璃公司1994年的专利叙述了一种制造精密型料的方法 。基本原理示于图3.1。玻璃配合料在铂坩埚1中熔化、澄清、均化后从流料管9流Ltl。流料管温度由加热器8控制。模具10置于轨道12上,由传动机构带动在各工序之间移动。加热器11用于模具10的加热。流料管流出的玻璃置于模具10上,达到设定的质量时,模具10快速下降,玻璃料滴与流料管分离,形成类似于火焰抛光的自由表面,表面张力保持玻璃表面光洁。玻璃冷却到一定温度后,由加压机构2、模具6加压成所需的尺寸。设计不同形状的模具以得到不同规格的型料。加压后的玻璃由取出机构3、5取出。整套装置密闭,可通AtB氧化性保护气体以保护模具表面。 成型方法:由于热压成形工艺特别是退火速率对玻璃材料的折射率和色散系数有较大影响,因此,对玻璃光学性能有较高要求的模压透镜.需要在设计之前初步确定热压成形工艺.通过预估或试验来获得玻璃折射率和色散系数的变化量,优化光学设计,从而保证模压后透镜材料特性的实际值满足设计公差要求。然后根据最终的透镜设计完成精密模具和玻璃预型片的设计与制作。 玻璃之所以能够精密模压成型,主要是因为使用了与高温软化的玻璃不发生粘连的模具材料。原来的玻璃透镜模压成型法,是将熔融状态的光学玻璃液倒入高于玻璃转化点50℃以上的低温模具中加压成形。这种方法不仅容易发生玻璃粘连在模具上,而且产品还容易产生气孔和冷模痕迹(皱纹),不易获得理想的形状和面形精度。后来,采用特殊材料精密加工成的压型模具,在无氧气氛中,将玻璃和模具一起加热升温至玻璃的软化点附近,利用模具对玻璃施压(见图3.2)。接下来,在保持压力的状态下,一边冷却模具,使其温度降至玻璃的转化点以下(玻璃的软化点时的玻璃粘度约为107.6泊,玻璃的转化点时的玻璃粘度约为1013.4泊)。这种将玻璃与模具一起实施等温加压的办法叫等温加压法,是一种比较容易将模具形状表面精密复制的方法。这种方法缺点是:加热升温、冷却降温都需要很长的时间,因此生产速度很慢。为了解决这个问题,于是对此方法进行了卓有成效的改进,即在一个模具装置中使用数个模具,以提高生产效率(见图3.3)。然而非球面模具的造价很高,采用多个模具势必造成成本过高。针对这种情况,进一步研究开发出与原来的透镜毛坯成型条件比较相近一点的非等温加压法,借以提高每一个模具的生产速度和模具的使用寿命。另外,还有人正在研究开发把由熔融炉中流出来的玻璃直接精密成型的方法。 现在最有代表性的模具材料是:以超硬合金做基体,表面镀有贵金属合金和氮化钛等薄膜;以碳化硅和超硬合金做基体,表面镀有硬质碳、金刚石状碳等碳系薄膜;以及Cr2O-ZrO2-TiO2系新型陶瓷。模具材料需要具备如下特征:(1)表面无疵病,能够研磨成无气孔、光滑的光学镜面;(2)在高温环境条件下具有很高的耐氧化性能,而且结构等不发生变化,表面质量稳定,面形精度和光洁度保持不变;(3)不与玻璃起反应、发生粘连现象,脱模性能好;(4)在高温条件下具有很高的硬度和强度等。 四、光学非球面透镜应用 目前光学玻璃透镜模压成型技术,已经用来批量生产精密的非球面透镜。归纳起来,使用非球面透镜可以取得的效果, 大体上有以下几个方面:第一可以提高成像质量等光学性能;第二可以实现大口径等高规格镜头;第三可以减少构成镜头的镜片数;第四可以减少镜头全长,利于镜头的小型化。 其应用主要用于制造军用和民用光学仪器中使用的球面和非球面光学零件,如各透镜、棱镜、以及滤光片等;在光通信方面如光纤耦合器中的应用;在光盘机、光纤耦合装置以及条形码扫描器 等一些产业规模很大的光电仪器中的应用;制造照相机取景器非球面透镜、电影放映机和照相机镜头的非球面透镜等。 五、结论 非球面玻璃透镜模压在日本,韩国及台湾地区经过多年的探索,目前已经用于大规模批量生产。目前我国在玻璃透镜模压的开发处于起步阶段,虽然在低熔点玻璃的开发通过与日本玻璃生产厂商的合作近几年发展很快,不断有新的牌号填充空白领域,但在非球面透镜精密模压大规模生产方面与国外差距较大,压型设备及模具还受制于进口。国内少数几家公司已经开始探索批量生产模压非球面透镜,但由于模具需要整套进口,所以成本较高, 而且生产的透镜良率较低。鉴于这项技术本身具有很高的经济和军事价值,因此我国深入开展此方面的研究具有十分重要的现实意义。 玻璃制造论文:玻璃钢面板的制造工艺研究论文 摘要:玻璃钢属于一种复合型材料,其既具有玻璃的耐高温、耐腐蚀、透明性等特点,也具有钢铁的硬度和不易碎属性,其很好地结合了钢铁和玻璃的属性优势,目前已经成为了建筑行业重要的施工材料。文章针对玻璃钢面板的制造工艺进行研究,分析了玻璃面板的优越性、制造工艺相关问题,并对玻璃钢面板的发展做出新的展望。 关键词:玻璃钢面板;制造工艺;复合型材料;建筑行业;优越性;先进性 近年来,随着我国市场经济快速发展,工艺水平不断提升,材料工程技术日益成熟,玻璃钢面板应用变得越来越广泛。玻璃钢作为一种新型的复合材料,其被广泛应用于各行领域,例如玻璃钢面板材料被广泛应用于家电制造、船舶制造、汽车、制造零件以及玻璃纤维增强塑料等方面。近年来,国家加强了金属消耗管理和控制,很多材料消耗考虑到节约问题,发明新型节能材料势在必行。本文针对玻璃钢面板制造工艺进行研究,比较性地分析了玻璃钢面板的优越性和先进性,探讨了玻璃钢面板新技术的发展趋势。 1玻璃钢面板工艺简介 玻璃钢(FRP)即通常所说的纤维强化塑料,指的是环氧树脂、增强不饱和聚酯、酚醛树脂基体。玻璃钢主要以玻璃纤维或者制品作为增强材料的增强塑料。玻璃钢具有质轻、坚硬、不导电、机械性能较高、耐腐蚀等特性,其能够替代钢材制造机械零件。近年来,玻璃钢技术发展日益成熟,作为塑料基的增强材料,玻璃纤维已经扩大到了很多方面。各种类型的纤维材料制成增强塑料,导致了增强塑料的类型逐渐增多,而玻璃钢材料逐渐成为了新型增强塑料的一部分。随着人们对于环境卫生要求越来越高,新型材料的安全性、环保性、节能性等均被很多制造企业所看重,而玻璃钢面板很好地满足了这些条件。 2玻璃钢面板的优越性比较研究概述 玻璃钢面板被广泛应用于各行各业,而且其优越性比较突出,下面将针对电器市场上的玻璃钢面板和不锈钢面板的燃气灶性能进行比较,分析出玻璃面板的优越性。 2.1材质比较 不锈钢属于耐空气、水以及蒸汽等弱腐蚀介质和酸碱盐侵蚀的化学腐蚀钢材。不锈钢经过多年使用之后还可能保持原来的模样,其耐用程度很高,但是钢材的消耗相当大,不锈钢的燃气灶所有器件均需要金属,甚至螺丝钉都需要钢材。玻璃钢面板属于一种预应力玻璃,为了提升玻璃钢的强度,通常会采用化学方法和物理方法来挤压玻璃,玻璃承受外力之前要抵消表层应力,进而提升玻璃钢的承载能力。玻璃钢面板的材质主要是由硅元素构成的,其元素储量在地球上非常庞大,因此材料易取、方便生产。 2.2安全性比较 不锈钢的燃气灶在工作的时候,其灶头温度相当高,而且燃气灶不锈钢面板的隔热问题经过特殊处理得以解决。因此即使燃气灶工作时间相当长,面板的温度也仍然如常温一样。玻璃钢面的燃气灶出现过爆炸事件,因此很多用户非常担心玻璃钢面板的安全性。玻璃钢面板本身不具备爆炸条件,但是用户在使用过程中操作不当则很容易引起爆炸。值得注意的是,玻璃钢燃气灶必须定期清理灶圈杂质,避免出现火孔堵塞问题,平日做好玻璃钢面板的清理和养护工作,如此便可有效预防玻璃钢燃气灶爆炸。 2.3清洁性能比较 不锈钢面板清洁上可以使用抹布和清洁剂进行清洗便可直接去除油污,但是抹布擦拭之后不锈钢面板很可能留下水渍,影响不锈钢面板的美观程度。玻璃钢面板的清洁和不锈钢的清洁方法一样,但是即使清理过程中遗留水渍也不会影响面板的美观度,而且玻璃钢面板在清洁上较之不锈钢面板的清洁更加容易简单且不影响美观。综上所述,不锈钢面板和玻璃钢面板在燃气灶中的应用各自具有其独特的优势,因此在进行选择的时候要根据实际情况选择材质。玻璃钢面板的应用变得越来越广泛,其优越性体现在很多方面,而且在不同的行业领域应用不一样,本次仅针对燃气灶应用优越性方面进行二者比较,由于篇幅关系其他领域应用不做赘述。 3玻璃钢面板制造工艺流程以及技术 玻璃钢面板制造生产的时候,具有完整的生产工艺流程:模具清理玻璃纤维制品裁剪抛光涂刷脱模剂配料涂刷胶衣层铺层检查检验以及测试。其中模具清理作为玻璃钢面板制作的工艺准备阶段,尺寸检查和表面加工必须在该阶段完成。尺寸检验的时候应将误差控制在5%之内,模具的结构形成形状必须要符合图纸要求;表面加工主要是针对模具平面加工,确保成品玻璃钢面板经过模具糊制完成之后表面能够光洁、平整。玻璃纤维制品裁剪时,需要开展裁剪前检查,确保玻璃纤维制品必须要无褶皱、无缺陷、无潮湿、无变霉等情况,裁剪必须要按照规定的布纹方向进行,且裁剪的尺寸要与设计保障一致。抛光涂刷脱模剂操作在玻璃钢面板制作的时候必不可少,通过抛光可以使得表面变得光洁,而涂刷脱模剂则为后期工件脱模打基础。配料要求玻璃钢面板制作时必须按照手糊工艺操作规程,应使用厂家提供的原料进行配比,配料过程中应注意配料的温度适中,配方配料要满足要求。胶衣层涂刷过程中应限制涂刷的厚度,涂刷必须要保障涂料均匀,胶衣层的厚度为250~500g/m2。铺层操作时,要求玻璃纤维不能够出现变霉、弯曲变形、褶皱、潮湿等缺陷,否则不能够进行转序;铺层操作时要严格控制树脂用量,确保涂敷均匀。检验检查以及测试作为玻璃钢面板制作的最后流程,那么在进行检查的时候必须要开展固化情况检查、糊制作业完成之后检查,并完成成品检验以及热性能测试等操作。 4玻璃钢面板制造新技术展望 随着科学技术的发展,新型技术在工业生产中迎来了极大的挑战和机遇。我国面板厂商的生产能力随着市场份额的增加,其生产量、销售量也在逐渐增加。虽然玻璃钢面板行业也呈现出增长态势,但是和世界其他玻璃钢面板生产企业来比,还仍然属于初级起步阶段。经过多年的发展,我国玻璃钢板面在电器行业、汽车行业、建筑行业以及手机行业的应用比较广泛。玻璃钢面板在电器行业中的应用分为彩晶玻璃面板和钢化玻璃面板两种形式,彩晶玻璃面板是最近几年出来的新型材料,其在家电配件行业应用率还较低,很多还是应用的白板玻璃面板,而钢化玻璃则更多被应用于黑白家电玻璃配件。钢化玻璃在汽车行业的应用也相当广泛,20世纪50年代将玻璃钢应用于企业制造,其主要作为车用的潜在材料。经过长时间的发展,20世纪80年代实现了玻璃钢汽车零部件的批量制造和研制,其已经成为了车用材料之一,涵盖了GMT、SMC、手糊等工艺,这些工艺选择较为灵活且投资少、工艺门槛低,被国内汽车生产商逐步掌握。 5结语 随着玻璃钢面板制造工艺日益成熟,其在国内的应用变得越来越广泛,玻璃钢面板材料作为一种新型的复合材料,符合环保和节能要求,因此玻璃钢面板的发展潜力巨大。本文针对玻璃钢面板制造工艺相关问题进行研究,从基础认识到工艺施工进行详细介绍,希望能够为广大读者提供玻璃钢面板制造与发展相关研究交流。 作者:马伟 单位:中车四方车辆有限公司
石油化工论文: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核心内容之一,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核心内容,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。 石油化工论文:石油化工的防爆电气设备 摘要:近年来,随着对安全生产管理的进一步深入,石油、海洋石油、石油化工和化学工业等行业在争创效益的同时,以人为本、安全生产的意识正在逐步提高。因此,爆炸危险场所的电气和照明设备在采购、设计、安装、使用和维修后的防爆安全性能已经越来越得到石油、化工等行业的重视。 关键词:石油化工 防爆 环境 电气设备 采购 维修 石油化工企业因以石油、天然气及其产品为原料,在生产、加工、处理和储运石油、天然气产品过程中不可避免地会出现爆炸性混合物或火灾危险物质,而电气设备和线路在运行过程中因过载、短路、漏电、电火花或电弧等产生火源,工艺设备或管线会因静电产生火花,爆炸性混合物或火灾危险物质遇到火花、电弧或高温时,将可能引起爆炸或火灾,因此,石油化工企业与普通场所的电气设计相比,因爆炸和火灾危险环境的存在,在电气安全方面有较高的要求。 一、防爆电气应用的场所和环境 (1)具有易燃易爆气体/蒸气的爆炸危险性环境/作业场所。 (2)具有可燃性粉尘的爆炸危险性环境/作业场所。 (3)易燃易爆气体/蒸气和可燃性粉尘同时存在的环境/作业场所,在固态化工成品车间和其运输、包装、称重以及涂覆工艺装置中,这类场所较为常见。 (4)上述三种情况下又同时存在腐蚀性介质以及其他特殊条件(高温高湿、低温、砂尘、雨水、振动)影响的环境/作业场所。 上述爆炸危险环境/场所主要存在于危险化学品生产、运输、储存、应用和销售中。这种环境/场所在石化行业的企业中所占比例大约70%~80%;化工和制药行业占有大约50%。根据危险程度的高低,气体/蒸气危险场所划分为:0区、1区和2区,它们的划分主要取决于释放源(爆炸危险源)的释放程度。当然,场所中的建筑物结构、通风设施的能力以及场所所处的自然因素等都会对其划分有影响,有的影响很大。 二、电气设备选择 1 电气设备的防爆途径 电气设备的防爆主要是消除或控制电气设备产生的火花、电弧和高温。一般有以下几种途径:采用防爆外壳。当爆炸性混合物进入壳体内发生爆炸时,不会引起外壳变形,火焰从外壳之间的间隙传出时,受到足够的冷却,其能量已不能引燃外界的爆炸性混合物,从而起到防爆作用。 采用本质安全电路。当电流和电压都比较小时,在电路中采取一定措施,使线路或设备产生的电火花能量不能引燃外界的爆炸性混合物。隔离法。主要是将爆炸性混合物与产生火花等危险因素的部分隔离,如正压型、充油型电气设备。限制设备正常工作的温度,如增安型电气设备。爆炸性气体环境的电气设备防爆类型有:本质安全型,标志为ia、ib;隔爆型,标志为d;增安型,标志为e;正压型,标志为p;充油型,标志为o;无火花型,标志为n。 2 爆炸性气体环境的电气设备选择 电气设备应根据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求进行选择,选用的防爆电气设备的级别和组别,不应低于该爆炸危险气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。当存在两种以上易燃物质形成的爆炸性气体混合物时,应按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。 三、防爆电气设备采购的一般要求 防爆电气设备采购渠道主要来自以下5个领域: (1)设计部门选型; (2)工程项目的招标; (3)成套进口设备采购配套; (4)企业通过网上或自主通过多家报价比较自主采购; (5)市场上企业经营部或商店采购。 采购过程中对供应商和产品资质的要求: (1)防爆合格证。 (2)防爆电气产品的检验报告和检验机构审查通过的技术文件。主要是防止防爆合格证的伪造以及更加详细地了解产品防爆参数和限制的条件。 (3)生产许可证,没有在生产许可证目录的,此项不考虑。 (4)企业的定点或入网证明,此项限于特大型企业。 (5)产品的其他质量证明,例如:船检型式报告、防腐报告、防护试验报告等。 石油化工论文:石油化工内部控制工作要点 随着集团公司各项改革工作的深入实施和管理转型,内控制度进入正式实施的第三年,也是内控管理工作的调整发展年。内控制度实施以来,各企业以完善制度体系为基础,以构建内控管理长效机制为主线,以强化执行力为重点,以检查考核为手段,坚持将内控管理融入日常工作,内控管理工作稳步推进,管理水平不断提升,在规范经营管理行为、防范经营风险、建立长效管理机制等方面起到了很好的保障作用,企业内控管理水平明显提高。但通过检查发现,企业在一些关键环节和细节上还存在部分问题,特别是去年集团公司及股份公司少数企业相继出现管理失控的情况,凸显出内控制度在深入贯彻执行及风险管理方面还存在很多问题。,我们要结合企业改革和转型的需要,以“有效和高效”为目标,围绕总部内控“一体化”、依托制度信息化、研究建立风险识别及预警和防范体系、优化内控检查思路等重心,狠抓内控制度的深入贯彻落实,推动内控管理的转型,提升内控执行力,确保内控管理实现可持续发展。总部及企业重点抓好以下工作: 一是强化风险管理,研究建立风险识别及预警防范体系 研究建立以风险管理为核心和导向的内控管理,企业应从加强关键环节、重点领域的业务管理入手,强化对招投标管理、信用管理、对外投资、分包管理、资产产权处置等生产经营管理过程中高危地带的监控,并加强风险分析和定期评估,避免重大风险和实质缺陷的发生。结合国资委全面风险管理指引的要求,逐步研究建立风险管理事件库。企业要按照统一的格式和要求,定期开展风险分析和评估,对已发生的事件或潜在的重大风险及重要风险进行分析,制定应对、解决或改良措施,按要求纳入风险事件库的管理,并按季度上报总部汇总更新,逐步推进内控管理与全面风险管理的有机融合,进一步提升风险的防范和抵御能力。风险管理事件库统一的格式和要求由总部制定下达,并负责汇总建立集团公司总体的信息库,定期进行分析。 二是开展外部项目调研督导,加强外部项目监管 根据近两年的检查和了解,总体感觉企业外部项目内控管理比较薄弱,考虑外部项目管理的现状,企业要加强对外部项目内控管理的支持和督导。一是加强外部项目管理人员内控培训学习,采取集中培训和现场培训相结合的方式,提高内控管理意识。二是加强外部项目的督导调研,了解外部项目内控执行的难点和阻力,制定切实可行的应对措施,强化对外部项目的支持,提升外部项目的内控执行力。三是加强对国际项目的监管和指导,研究国际市场的特点,有针对性探索和完善国际项目内控管理制度。今年总部拟组织对外部项目相对较为集中的地方,开展外部项目专项调研和检查,以促进提高外部项目的内控管理水平。 三是建立内控管理定期通报机制,定期内控管理动态(简报) 为解企业内控工作开展情况,定期总结管理经验,剖析执行中出现的案例,建立相互学习交流的平台,各企业要建立定期简报制度,通过总结本企业内控管理、风险管理经验或剖析执行中出现的问题与案例,以内控管理动态(简报)的形式下发所属单位,同时将每期内控动态(简报)每月25日前向总部进行报送。原则上规模较大的企业每月报送,其他企业按季度报送。总部依据企业的内控动态(简报),对各企业总结的先进经验和典型案例进行总结提炼和选编,以总部内控动态(简报)的形式定期下发企业,供所属企业进行学习和参考。 四是继续强化基础资料规范工作,推进内控管理要件的表单化工作 集团公司要分步推进实施制度全面信息化工作,将所有制度按照“制度流程化、流程表单化、表单电脑化”的要求进行信息化,该工作也与内控制度表格化联系紧密。企业要规范内控管理要件,结合企业管理实际,整理汇总企业成熟的要件资料,并结合内控制度要求对没有的要件进行制定和完善,对所有内控要件资料力求以表单的形式体现出来,形成本企业的内控管理要件,并于7月底前上报总部。总部借鉴各企业的管理要件格式,完善制定出统一的管理要件格式,形成系统的管理要件表单,为制度信息化奠定基础。 五是调整优化检查考核思路,提高内控检查质量 企业要继续加强内控检查评价,优化和创新检查思路,选拔、培养和选用经验丰富、责任心强的内控检查人员,完善专业队伍人才库建设。企业在做好内控重点流程测试及自查工作的同时,加强外部项目的检查评价工作,延伸检查范围和深度,提高检查频率,结合审计、稽核、效能监察等形式开展专项和复合检查工作。检查中重点控制风险点和关键环节的抽查样本,切实提高内控检查的质量和效果,并落实“严考核、硬兑现”机制,企业检查评价工作应在10月中旬底前完成,11月15日前将自查报告报总部备案。为了进一步提高内控检查的深度,延伸检查范围,总部也将研究优化内控检查的思路和方法。 六是继续加强宣传培训,通过多种形式扩大内控影响力 企业要抓好内控环境建设,扩大内控影响力,提升全员内控管理意识,坚持对内控宣传培训工作常抓不懈,并开展多种形式的宣贯方式。一是坚持业务流程讲解与案例相结合,引用国内外企业的典型案例,通过案例分析来加深对内控流程的理解。二是要加强企业间相互学习交流,内控培训可以聘请兄弟企业的内控专家进行交流讲课,也可组团到管理好的企业去现场学习。三是鼓励内控管理骨干参加有关权威机构或高校举办的培训班,了解内控新观点和新思路,加强理论知识学习。四是开展内控知识竞赛,丰富宣贯形式,强化对流程的学习和理解。五是开展内控论文征集和评比活动,提升内控理论学习和研究水平等。 七是开展专题研究,研究做好与内控相关的专项管理工作 为了更好地做好内控相关工作,配合解决好今年重点工作中的难点,确保内控工作深入并顺利开展,总部计划采取实践推进与课题研究相结合方式,选定部分重点课题,指导企业开展研究工作,以推进专项工作顺利开展。各企业要成立课题研究小组 ,指定相关人员,结合实际工作开展情况,对相关工作进行研究,在企业内开展优秀课题评选活动,并向总部提交推荐优秀研究成果。具体研究围绕以下课题开展:内控风险识别及预警防范体系的构建;内控“一体化”管理存在的问题及应对措施;内控管理与业务监督管理的关系;新形势下内控管理如何实现可持续发展;内控检查评价方法及考核方案的优化思路;内控管理信息化的实现途径及探索等。原则上规模较大的企业应选择多个课题开展研究。 八是做好内控日常管理和运行工作,狠抓内控制度的贯彻落实 内控制度贯彻落实的好坏决定内控管理水平的高低,为了进一步确保内控制度贯彻执行,企业要结合管理实际,继续做好日常管理和运行工作。一是跟踪抓好内控检查出问题的整改落实工作,开展检查回头看及复查工作,防止类似问题再次发生。二是做好年度内控工作计划的安排布置,结合企业实际和总部要求,有针对性地开展内控管理工作。三是抓好内控实施细则的完善,规范权限的细化和转授权机制。四是抓好内控制度的贯彻执行,切实提高内控执行力和自觉性。五是做好内控管理定期总结和汇报工作,并分别在6月中旬及12月中旬前将内控管理总结上报总部。 石油化工论文:石油化工工程项目管理的实用性 1质量控制上的项目管理 其实,质量控制可以看作是三个核心目标中最关键的一个目标,只有保证了工程的质量,才能够进一步讨论对成本以及进度的控制。工程质量的控制贯穿整个施工过程,从建设施工材料的采购,到具体施工流程的进行,到最后的工程验收,都需要进行非常严格的质量控制,才能够保证工程的质量达到要求。要从施工人员的专业技能水平以及职业道德素养入手,确保在整个施工流程中,工作人员严格按照规定进行材料的采购与工程的进行,杜绝偷工减料、违规操作等情况的出现。另外,对新技术、新工艺的开发应用也可以提高工程的质量,可以在实际的施工过程中更多地注意采用更加先进的技术。 2石油化工建设工程项目管理的主要内容 以成本、进度、质量三个核心目标为出发点,在现代的建设工程项目管理中,可通过多方面的措施来实现项目管理的作用。在当今科技水平飞速发展的背景下,项目管理主要包括了SHE管理、合同管理以及信息管理等三方面的内容,通过这三方面的内容,在建设工程中进行综合应用,可以让三个核心目标得以实现,充分体现出现代项目管理在石油化工建设工程中应用的完善性。 2.1项目管理中SHE管理的应用所谓SHE管理,也就是将安全(safety)、健康(health)、环境(environment)三者结合到一起的一个综合管理系统。将减少施工过程的安全事故,保证施工人员的健康状况,保护外界环境不受破坏作为管理的出发点,对可能存在着危险、不稳定的因素进行及时的纠正。特别是对于石油化工建设工程来说,在施工过程中会存在着相当多的安全隐患以及威胁施工人员健康和破坏生态环境的因素,进行SHE管理是石油化工建设工程最为基本的一项管理内容。 2.2项目管理中合同管理的应用 合同管理是通过建设工程中的不同参与方所应该履行的义务以及所具有的的权利来进行责任分配的一种管理方式。通过合同管理,可以更好地明确建设工程中每一个具体项目的负责方,将保证施工的成本、进度以及质量具体到每一个工程参与方。目前石油化工建设工程中参与方可能涉及到的合同包括设计合同、承包合同、分包合同等等,这些合同在签订于解除的过程中都具有相应的法律效应,加强合同管理是提高整体工程质量,实现工程参与方利益共赢的必要手段。 2.3项目管理中信息管理的应用 信息管理是在新时代高科技发展背景之下兴起的一种管理方式,通过信息手段,实现建设工程的高效系统化管理。在石油化工建设工程中,信息管理主要包括组织类信息管理、经济类信息管理、技术类信息管理、政策类信息管理等多方面的内容,通过对多种信息的综合管理,可以很好地实现对建设工程中成本、进度、质量等目标的有效控制,让石油化工建设工程得到更加快速的发展。 3结束语 经过多年的发展,项目管理的水平取得了很大程度上的进度。随着科技技术的逐步完善,许多高科技手段在项目管理中的逐渐应用,石油化工建设工程中的项目管理将会达到一个全新的台阶,在现代项目管理的调控与影响下,石油化工建设工程将会得到更加全面的发展。 石油化工论文:石油化工安全生产风险控制的措施 石油化工是以石油为原料生产化学产品的化学工业,安全生产时石油化工企业生存和发展的生命线,关系到国计民生,而在现实石油化工成产中,由于相关工作人员安全生产风险控制意识薄弱,没有贯彻落实安全生产要求,石油化工企业在化学药品开发、煤矿开采等方面发生的风险事故较多,给国家和人民的人身财产安全造成严重损失。因此,加强石油化工安全生产过程中的风险控制显得尤为必要。 1安全生产风险控制概述 石油化工属于高危行业,发生安全事故具有一定的必然性,但在生产过程中,进行严明的安全生产管理,严格控制生产流程,规范操作,可将风险发生率降到最低。一般可以从以下几个方面来进行安全生产风险控制:第一,人的安全可靠性。对于生产过程每一个环节,工作人员需要严格遵守规范操作,保证自身安全;第二,设备的安全可靠性。设备是石油化工顺利生产的重要决定因素,因而需要时刻保证生产设备安全稳定的运行状态;第三;环境的安全可靠性。保障设备、人员所处环境的安全性,避免因环境因素引发安全事故;第四;制定合理的生产管理制度,纪律严明,避免因管理不当而引发安全事故。安全生产风险控制是指企业根据风险评价报表,制定并落实相应的风险控制措施,从而将安全生产风险控制在合理范围[1]。一般风险控制措施包含两个方面:第一,预防安全事故的发生,即在石油化工生产过程中做好预防措施,防患于未然;第二,控制故事损失扩大的措施,即在事故发生以后,采取一系列针对性的挽救措施,将事故控制在最小范围,从而降低损失。 2安全生产风险控制措施 2.1安全生产风险控制措施内容 第一,采用先进工程技术手段实现安全生产,控制生产风险。工程技术措施是解决企业安全生产风险的优化方案,主要通过采用先进的工程技术手段来控制安全生产中的风险因素。例如,石油化工生产过程中易发生火灾等安全事故,可采用防火工程、消防技术等先进技术措施,做好风险控制管理,从而有效降低安全事故的发生率;第二,提高安全生产管理水平。人为因素在石油化工安全生产中起着决定性作用,因而在生产过程中,要加强安全管理,制定标准设备管理制度、员工行为准则和岗位职责制度,实现一体化的管理,从而提高化工生产安全性;第三;提高操作人员的综合能力。操作人员的专业能力和职业素质是影响石油化工安全生产的关键因素,企业需要提高操作人员的操作技术和职业道德素质,以此降低安全生产风险。例如,企业可开展思想道德教育讲座、讲坛等活动,利用多媒体技术播放优秀石油化工生产人员的工作事迹,以此对企业员工进行思想道德教育,增强员工的责任心;第四,加强个体防护措施管理。 2.2安全生产风险控制措施的制定与实施 安全生产控制措施是将风险程度作为参考依据,风险程度一般分为轻度风险、中度风险、重度风险。在制定控制措施时,要充分考虑到控制措施的可操作性、可行性、安全性和合理性。针对轻度风险,风险控制措施为:保持石油化工生产现状,检查生产设备,找出风险原因和解决方案,并作好记录;针对中度风险,一般根据风险制定相应的管理制度,从而控制风险;针对重度风险,首先要整理重大风险改进措施清单,清单中需要包含风险名称、风险现状、风险级别、责任部门和相应的风险改进措施。同时,还要制定包含风险名称、改进目标、改进指标、改进投入资金、实施时间和负责部门等条例的风险控制方案,严格按照风险控制方案执行风险控制措施,保证责任到人,以达到控制风险的目的。控制措施落实到位以后,还需要由该项目的负责人对实施结果进行审核评定,主要审核指标包括技术措施完成进度、完成质量和资金投入等,确保风险控制措施落实到位。 2.3风险信息更新 石油化工生产工艺繁多复杂,生产过程存在易燃、易腐、易爆炸以及有毒性等风险,易引发安全事故,因而企业要及时更新化工生产过程中的风险信息,以便做好防控风险措施,降低风险发生率。例如,企业每年定时对常规化工生产活动进行一次风险识别和风险评价[2],主要审核过去的风险评价是否完善、是否全面包含企业生产各个环节以及相应的风险措施是否有效、是否需要扩充等,进行必要完善后制成风险评价报告。针对非常规性、作业复杂、危险性较大的生产活动,在每一次开工前就需要对生产活动进行风险评价工作,确保生产设备安全可用、生产环境适宜等,并将其制成可行性报告上报给上级领导,得到审批后才可作业。 3结语 石油化工属于高危行业,也关系到国计民生,因而加强石油化工企业安全生产风险控制是十分必要的。企业可以从采用工程技术措施、提高安全生产管理水平、提高操作人员的综合能力、加强个体防护管理等方面来提高化工生产过程中的风险控制。针对轻度风险、中度风险、重度风险等不同风险级别采取针对性的控制措施,并定时进行风险信息更新活动,以此降低企业化工生产风险发生率。 石油化工论文:探析石油化工泵的节能技术 论文关键词:石油化工泵 节能技术 应用 论文摘要:随着社会分工的不断深化,全球工业化已经成为必然发展趋势。石油资源的开发和利用更是工业化发展过程中必不可少的重要手段。但是由于石油化工泵在设计的过程中为了型号统一等需要,导致不少机泵并没有真正发挥其应有的工作效能,“杀鸡用牛刀”的现象时有发生,造成了石油化工泵电能、功效的浪费。因此,本文通过详细介绍石油化工泵的具体应用,探讨石油化工泵的节能技术,真正做到节能减排,合理应用。 一、我国石油资源的现状以及石油化工泵节能的根本原因 随着工业化进程的不断加快,我国“十一五”科学技术发展规划中明确提出了“突破节能关键技术,实现降低国内生产总值能耗”的战略目标。石油是一个国家重要的战略资源,也是人民日常生活中必不可少的能量资源。 但是我国石油等能量资源依靠国外进口的程度已经高达百分之四十七,不仅严重影响到了我国能源的安全,而且对于全面落实产业结构调整,节约资源,大力发展循环经济的基本国策提出了挑战。 作为石油化工等领域必不可少的基础设备,机泵的节能技术的先进与否已经严重影响到了石油化工等能源的开发和成本结算。由于常年为了适应生产弹性的要求,石油化工企业大多数的机泵经常会出现“杀鸡用牛刀”,“小马拉大车”的情况。导致不少机泵的工业效能没有得到合理的配制和发挥,经常造成不必要的浪费。因此,加大力度探讨石油化工泵的节能技术啊,已经成为我们发展石油化工等重工业的必然趋势。 二、石油化工泵的节能技术 1、输送泵过剩扬程控制技术 为了适应生产操作的弹性要求和真正做到节能减排,维护数据质量的良好局面,加大能源统计分析力度,严格按照有关的技术指标的规定,积极的收集、整理、上报相关数据,增强技术指标统计工作的指导作用。方便更加深入的进行耗能原因的分析以及探讨石油化工泵的节能技术的结构原理,切实做到节能减排,提高能效的根本目标。 输送泵过剩扬程控制技术的关键是做到出口节流、进口节流、旁路调节以及根据具体情况,具体分析和实施是否需要切割叶轮外径,减少叶轮数量、更换叶轮大小。 首先,由于应用输送泵过剩扬程控制技术不适于调节要求太大的机泵,特别是具有陡降扬程性能曲线的机泵。所以出口节流成为机泵最常见、最简单的调节方法。通过关小出口阀的方式来增加管线系统损失,减少工作流量。但是阀门的开度一般不能够小于百分之五十,否则将会出现泵过大的情况。 其次,尽量避免进口节流比出口节流扬程少的情况发生,因为这种情况极有可能引起输送泵过剩扬程控制技术、抽空,会随时损坏机泵的轴承。因此,我们通常采用的方式是,利用对串联运行的第二台机泵的进口,吸入压力较大的裕量。这样不仅能够避免多级泵因为轴力的突然改变而引起的零部件的损坏,更能够节省能源,发挥机泵的最大效益。 除此之外,我们还可以通过旁路调节,即在机泵的出口管线旁设立另外一条管线,使部分液体返回泵的进口或者吸液罐。这样就可以保障实际泵送量比需要量大,不至于出现因为低于最小流量而产生的液体过热、气蚀和震动。 除了上述的几个基本方法以外,我们还可以通过根据流量或者扬程超过需要量的3%——5%时,切割叶轮外径,降低其流量。但是值得强调的一点是,叶轮切割时候,一定要注意叶轮是否是原型叶轮,如果之前因为某种原因,已经对叶轮进行了切割,那么再次进行切割时一定要注意切割量的掌握情况。避免叶轮外径和导叶内经间隙过大的情况发生;多级泵不能在进口处拆除叶轮,否则会出现因为阻力增加而导致的气蚀现象。因此在多级泵的流量或者压力调节较大的情况发生时,可以在排除端减少叶轮的数量并加定距套,保证机泵的正常运转。 2、变频调速节能技术在石油化工泵中的应用 随着科学技术的进步, 通过应用变频调速节能技术,我们可以更好的控制风机、泵类的负载量,进而达到节能减排的目标,换句话来讲,变频调速节能技术已经成为各个行业发展循环经济的重要举措,因此,变频调速节能技术在石油、化工等多个领域得到了最广泛的应用。 首先,变频调速节能技术在化肥装置渣油进料泵中的应用。以A-GA101渣油进料泵为例,该设备是将减压渣油原料输送到汽化炉,并合成氨装置的重要设备。该系统的工作原理是通过采用控制出口阀门的方法进行控制,即利用差压变送器检测系统的流量信号送至PID调节器,并通过PID调节器来控制出口调节阀的开度和输出控制信号,从而保持机泵流量的稳定。通过变频调速节能技术在石油化工泵中的应用,我们不仅解决了源系统中节流量较大、浪费大量电能、控制度低、电机噪声较大的问题,而且由于变频技术的改造,机泵投入运行之后,操作工艺控制的更加平稳,变频器的调节程度更加精准,不仅使系统控制的精准度达到了优化标准,而且节约了渣油进料泵的电源能量。 其次,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术。在平时的生产环节中,尾矿泵是安全生产的重要组成部分,尾矿泵一般都是流水连续作业,在实际的生产过程中,尾矿系统的耗电量一般会比较大,因此,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术是提高尾矿泵运行效率,实现自动化的重要保障。例如,某公司在利用花费装置检修的时候,针对3台渣油进料泵进行了变频优化节能改造。在经过调速变频技术之后,工艺控制水平逐步平稳,系统控制精准度也大幅度提高,不仅减少了以前机泵控制系统的有关滞后现象,更使得机泵的运行压力日趋平稳,工艺运行指标也得到了优化。 石油化工论文:大型石油化工企业供配电系统 摘要:大型石化企业内采用何种供配电方式,既能满足生产需要,又能使供配电系统安全、可靠、经济、合理地运行是摆在我们面前急需解决的新问题。本文根据大型石油化工企业供配电特点,介绍了石油化工企业内三种主要的供配电方式,并对其进行了较详细的分析比较。 关键词:石油化工 企业供配电 1 前言 目前我国的大型石油化工企业(简称石化企业)多数是由中、小型逐步扩容起来的,对于企业内的供配电系统没有很好地按照大型以及特大型石化企业统筹规划。随着我国经济建设的飞速发展以及现代生活的需要,还将新建许多大型以及特大型石化企业,如企业内供配电方式选择不合理将会给企业带来极大的经济损失。因此,大型石化企业内采用何种供配电方式,既能满足生产需要,又能使供配电系统安全、可靠、经济、合理地运行是摆在我们面前急需解决的新问题,也是与大型石化企业供配电特点息息相关的。 2 大型石化企业供配电特点 2.1 对供配电的可靠性要求非常高 对连续运行的石化企业来说,对供配电的可靠性要求是非常高的,仅几个周波的电力系统故障就能造成大量生产装置停工,甚至引起灾难性的后果。 2.2 负荷相对平稳 石化企业的负荷是相对平稳的,日负荷曲线的变化很小,生产装置运行正常后,负荷几乎数周甚至数月不变。 2.3 负荷以异步电动机为主 石化企业的负荷主要是以大型异步电动机拖动的风机、压缩机以及隔爆或增安型异步电动机拖动的机泵为主。由于石化企业供配电系统内具有大量异步电动机的运行,因此,应对其功率因数进行有效的补偿。当采用电力电容补偿时,电力电容器组宜安装在主变电所、多区域配电所或多区域变电所内,因为这些变电所内的负荷相对平稳,而且可缩短装置变电所故障时的备用电源自动投入时间。 2.4 大型电动机启动 催化主风机等大型电动机的启动虽然次数很少,但启动时间却较长,是影响大型石化企业内供配电系统的关键问题之一。 2.5 具有企业自备热电厂 大型石化企业都具有企业自己的热电厂,其规模与企业的规模及地域的需求有关,有些规模大的热电厂除满足本企业的用电需求外还可向电力系统售电,通常仅能为本企业提供一定负荷及保安电源。石化企业的热电厂的主要作用是为企业内供汽,因此汽轮机多以背压式、抽汽背压式或抽汽凝汽式为主。一旦电力系统发生故障造成石化企业大面积停电,生产装置会立即停止用汽,各发电动机很难保证此时的稳定运行。通常大型石化企业的热电厂既是企业供配电系统的中心。 2.6 逐步扩容 石化企业的另一特点是用电负荷的逐步扩容,增加新装置及改造扩容是石化企业司空见惯的事情,因此在设计石化企业内供配电系统时一定要考虑留有足够的扩展余地。 3 大型石化企业对供电电源的要求 大型石化企业的用电负荷较大,通常总运行容量大于60MVA,供电电压为(66)110KV,220KV,并应由两个以上独立的电源供电,运行方式一般为双电源单运行或双电源双运行。 所谓双电源单运行供配电方式是某个供电电源正常运行另一个供电电源作备用,正常运行供电电源故障后备用供电电源自动投入确保企业的连续供配电。该运行方式的优点是企业内供配电系统倒闸操作方便,缺点是正常运行供电电源故障后极易造成企业生产的混乱。 双电源双运行供配电方式是两个供电电源均正常运行,某个供电电源故障后母线联络断路器自动投入确保企业的连续供配电。该运行方式的优点是某一供电电源故障后对企业生产造成的影响较小,缺点是企业内供配电系统倒闸操作很不方便。 4 大型石化企业内的主变电所 大型石化企业通常是以热电厂或总降压变电所作为主变电所。一些大型石化企业内具有数个主变电所,运行方式等事宜通常供电力公司制约。大型石化企业内主变电所的接线方式通常是单母线分段带旁路母线及双母线等,一般位于企业的外侧以便输入供电电源,因此,必须采用电力电缆向生产装置变电所供电。企业内采用供配电电压及供配电方式应根据企业的负荷特点及地理位置等因素仔细选择。 5 大型石化企业内供配电电压及供配电方式 我国大型石化企业内供配电电压通常为: 35KV,10KV,6KV及0.4KV; 大型石化企业内主要供配电方式为: 主变电所直配供配电方式; 多区域配电所供配电方式; 多区域变电所供配电方式; 6 主变电所直配供配电方式 从主变电所6(10)KV母线采用放射式直接供配电至各装置变电所就构成了主变电所直配供配电方式。 该供配电方式构成简单,设备管理集中,容易实现全企业的微机化管理及保护,各装置变电所均可无人值守,人员需求较少,是目前多数石化企业主要采用的供配电方式。但该供配电方式主变电所配出回路过多,系统供配电损耗很大,另外,目前多采用电力电缆沿系统管架敷设的形式,多条电缆都从主变电所一处配出也给这些电缆的设计、施工、运行以及今后的扩容都带来了极大的不便。在该供配电方式中每个配出回路都必须按该生产装置的最大运行负荷考虑,因此,不得不增加电器设备及配出电缆的投资。由于该供配电方式仅从主变电所一处配出,供配电系统末端的电压波动很大,这给处于企业负荷远端的储运及给排水系统的电气运行造成了一些困难。 为了在主变电所配出线短路时维持主变电所6(10)KV母线的残余电压,以及限制装置变电所的短路容量,也不得不在主变电所母线配出端安装出线电抗器。出线电抗器的安装又给大型电动机启动及供配电系统运行等带来了一系列问题。大型电动机回路出线电抗器的选择是一个非常严格的问题,电抗百分值选择小了,不但短路电流限制的不够,而且大型电动机启动时对主变电所6(10)KV母线的冲击也很大;选择大了,又不能保证大型电动机启动时的机端电压及启动力矩。因该供配电方式从主变电所至装置变电所是采用电力电缆直配方式,主变电所的短路阻抗与装置变电所的短路阻抗几乎相等,不能用短路电流的幅值来选择装置变电所内故障与主变电所出线电抗器及其系统电力电缆故障,过电流保护必须采用时间阶梯方式,所以主变电所母线配出回路不能安装过电流速断保护。当某一装置变电所发生短路故障时,会造成在主变电所该段6(10)KV母线下各装置变电所的大量低压电动机因瞬时低电压停机,这会给生产造成混乱,而且主变电所配出的回路越多影响范围越大。由于大型石化企业的大型异步电动机很多,因此,除多区域变电所供配电方式外,在计算主变电所低压侧母线短路电流时应考虑多台大型异步电动机的影响。该供配电方式的主变电所6(10)KV母线的短路容量及变压器容量不能太大,否则无法选择电气设备。对于6KV系统,变压器容量不易大于31.5MVA;对于10KV系统,变压器容量不易大于50MVA。有效的处理方法是将主变电所6(10)KV母线分成多段,以降低主变电所每段母线的短路容量。 大型石化企业典型主变电所直配供配电方式电力系统接线简图见图-1。在该简图中,电力系统的供配电电源侧采用了双电源单运行供配电方式,四台变压器的容量应相同,而低压侧决不能简单的看作四台变压器的连接,各变压器的低压侧通过主母线、旁路母线、母联断路器及旁路断路器组成数个环状接线,它具有高度的灵活性和可靠性。该接线可看作是具有紧密连接的两个独立变电所,而且仅增加了LB23一台断路器并结合旁路母线,主变电所的运行最大负荷既可从各变压器总容量的50%增至66%,既正常运行时各变压器的负荷率均为66%,某台变压器故障后,该变压器负荷通过母联断路器、旁路母线及旁路断路器分别由另外两台变压器各负担33%,而且对故障变压器所担负的任何装置变电所的两段进线,还都是由主变电所的两台独立的变压器分别供出的。大型电动机的启动是采用两台变压器短时并联的方式完成的,对主变电所母线冲击很小,而且只有该接线才能确保在单台变压器故障后仍能有两台变压器并联完成大型电动机的启动。 图-1 典型主变电所直配供配电方式电力系统接线简图 7 多区域配电所供配电方式 在石化企业内用电负荷集中的多处区域建立区域配电所,由企业主变电所以6(10)KV电压向这些区域配电所供配电,再由这些区域配电所向各装置变电所供配电即形成了多区域配电所供配电方式。 该供配电方式与主变电所直配供配电方式相比仅是在主变电所的配出方式有所不同。配出回路数的减少,给这些电缆的设计、施工、运行以及今后的扩容都带来了一定的方便,也减少了电器设备及配出电缆的投资,系统供配电损耗也有所降低,设备管理还很集中,可较容易地实现全企业的微机化管理及保护。除一些重要区域配电所外,一般区域配电所及各装置变电所也是无人值守。该供配电方式也是目前一些石化工企业采用的供配电方式。由于该供配电方式增加一级配出,使主变电所母线配出回路过电流保护及各装置变电所的低电压保护与备用电源自动投入与主变电所直配供配电方式相比必须还要增加一个时间阶梯。主变电所母线配出回路也不能安装过电流速断保护。另外,该供配电方式仍没有解决供配电系统末端的电压波动很大及主变电所母线配出端电抗器的问题。瞬时低电压停机问题依然存在,大型电动机回路也仍然需要主变电所6(10)KV母线经出线电抗器直配的供配电方式,而且主变电所母线的短路容量及变压器容量受限问题也无法解决。 区域配电所的容量还要受到主变电所母线出线电抗器容量的限制。简单的解决方法见图-2,从主变电所母线增加S3回路与L13和L23母联断路器,可将S1和S2回路的负荷率从50%增至100%,L13和L23母联断路器也应增设备用电源自动投入保护。 8 多区域变电所供配电方式 同多区域配电所供配电方式相似,区域变电所供配电方式也是在石化企业内用电负荷集中的多处区域建立区域变电所,将电力系统获得的电源电压经数台主变压器变压为石化企业内可接受的35KV电压,由企业主变电所用35KV电力电缆向这些区域变电所供配电,再由这些区域变电所经过变压器变压后,再向各装置变电所供配电即形成了多区域变电所供配电方式。大型石化企业典型多区域变电所供配电方式电力系统接线简图见图-3。 该供配电方式是以35KV为主供配电系统,解决了供配电系统末端的电压波动很大及主变电所母线配出端电抗器的问题,而且主变电所母线的短路容量及变压器容量受限问题也得到了解决。主变电所母线配出回路可安装过电流速断保护,缩短了断开35KV电力电缆短路故障的时间。从主变电所经35KV电力电缆与变压器配至各大型电动机,使各大型电动机与其供配电的变压器组成了电动机—变压器组,设计人员可根据各大型电动机的有关参数很容易地选择变压器的容量及阻抗电压百分值。该供配电方式不必增加主变电所母线配出过电流保护及各装置变电所的低电压保护与备用电源自动投入的时间阶梯,瞬时低电压停机的影响范围也有所减小。虽然该供配电方式是以35KV为主供配电系统,但在主变电所附近的生产装置(见图-3装置1变电所)还应采用主变电所直配供配电方式。但由于在企业内增加了35KV电压等级,而且该供配电方式与上述两个供配电方式相比增加很多变压器,这给企业内供配电系统的设计、施工、运行管理及检修试验增加了很大的难度,目前我国大型石化企业还很少采用该供配电方式,但却是今后新建大型及特大型石化企业主要采用的方式。 图-3 典型多区域变电所供配电方式电力系统接线简图 9 装置变电所供配电方式 装置变电所通常均采用单母线分段的供配电方式,母联一般装设备用电源自动投入保护,配出方式则有母线直配至用电负荷与母线配至各电动机控制中心(MCC)再配至用电负荷两种。国外进口装置变电所多采用后者,该供配电方式可在MCC开关柜上减少一些投资,而且可缩小在MCC故障时对供配电系统的影响范围。在设计装置变电所开关柜时,宜将进线、母联、电压互感器、变压器及补偿电容器开关柜集中布置,以方便今后的运行管理。 10 保安电源的设置 当石化企业发生大面积停电事故时,极易发生着火爆炸事故,一些生产装置还会造成重大设备事故,因此,必须考虑企业全面停电时的消防及其它问题。企业热电厂应安装低周减载装置,以增加事故情况下的发动机运行的稳定,并通过安装大型柴油消防泵及在部分生产装置安装柴油发电系统以解决此类问题。 11 结束语 多数石化企业的供配电系统是根据本企业实际情况,采用上述各种供配电方式的混合形成的。建议对主变电所附近少量负荷较少的生产装置采用主变电所直配供配电方式;对距主变电所较远负荷较少的多个生产装置,采用多区域配电所供配电方式;对距主变电所较远或供电半径内负荷较大的多个生产装置,采用多区域变电所供配电方式。对于采用主变电所以直配及多区域配电所为主供配电方式的大型石化企业,建议考虑图-1的主变电所接线方式。对于新建大型石化企业的供配电系统,建议考虑多区域变电所供配电方式。 石油化工论文:石油化工企业消防污水收集与处理初探 摘要:阐述了石油化工企业消防污水的产生及特点,提出了石油化工企业须重视消防污水的收集与处理,结合工程实例介绍了消防污水的收集方法。文章建议国家环境保护法规增加关于消防污水的有关内容。 关键词:石油化工 消防 污水处理 前言 随着社会的进步,人们的环境保护意识不断增强。石化企业水污染防治工作取得了较大的成绩。但是,消防污水的收集与处理问题常常被人们忽视。本文就这一方面的问题谈谈自己的看法。不当之处,望同行们批评指正。 1 消防污水的产生 石油化工企业是以石油或天然气为主要原料,通过不同的生产工艺过程、加工方法,生产各种石油产品、有机化工原料、化学纤维及化肥的工业。各种成分的物料在这里加工、储存、装卸、输送。一旦发生火灾,导致容器和管道破裂,物料就会泄漏出来。消防时,泄漏出来的物料混入消防水,消防水即被污染。笔者将这部分受污染的消防水称之为消防污水。 从消防污水的产生过程来看,其产生须具备两个条件:其一,消防污水只有在消防时才会产生;其二,消防污水只有在物料泄漏并混人消防水时才会产生。 消防污水的产生过程决定了消防污水具有区别于其它形式污水的特点。 2 消防污水的特点 消防污水具有以下几个特点: ①污水量变化大。由于消防污水只是在消防时产生,因而其水量与消防时实际用水量有关,而消防实际用水量与火灾严重程度密切相关。当火灾处于初期或程度比较轻时,消防实际用水量就小,产生的消防污水也就少;当火灾程度比较严重时,消防实际用水量就大,产生的消防污水也就多;当火灾特别严重时,企业内消防设施不能满足消防要求,需要动用企业外部消防设施,此时产生的消防污水就更多。 ②污水中污染物组分复杂。石油化工企业产品种类繁多、化工装置千差万别。不同的化工装置、不同的工艺流程、火灾发生时不同的泄漏点位置,消防污水中污染物的组分都会不同。物料泄漏量不同,消防污水中污染物的浓度也会有很大差异。 消防污水具有区别于其它形式污水的特点,但是无论何种形式的污水,它都存在着收集与处理的问题。 3 消防污水的收集与处理 消防污水如不采取措施加以收集,便会沿地面流淌至雨水管道,最终汇入江河湖泊,造成地下水、地表水的严重污染。依据石油化工企业的环保法规,“石油化工企业应该做到清污分流”,受到污染的消防水也应该从未受污染的水中分流出来。因此消防污水的收集与处理是必要的,不能因为火灾就忽略了对环境的保护。特别是加工过程中含有毒物质的企业,这个问题更应重视。 针对消防污水的特点,在将其送入污水处理厂前,还应注意以下几点: ①消防污水在被送入污水处理厂前须进行检测。 ②消防污水收集池须有一定的调节容积。 ③当消防污水可回收利用时,应考虑回收利用。 下面以金陵拜耳1万t/a组合聚醚装置中,堆桶场和原料罐区为例,谈谈消防污水是如何收集的。 4 工程实例 金陵拜耳1万t/a组合聚醚装置是由德国BAYER公司与金陵石化化工二厂合资兴建。该装置由原料罐区、生产厂房、堆桶场、加热区、污水池等建构筑物组成。产品组合聚醚是由聚醚与添加剂混配而成,其中添加剂中含胺类物质。若胺类物质泄漏并流入水体,将会造成地表水、地下水的污染,造成环境的污染。为防止消防污水对环境的污染,德国BAYER公司提供的基础设计中明确提出,该装置原料罐区、生产厂房、堆桶场的消防排水均须考虑收集并将受污染消防水送至化工二厂污水处理厂。 以堆桶场为例,是将其设计成一块周围高、中间低的盆地状场地,供收集消防污水。场地中间设一水沟,水沟的末端接切换井。切换井有两个出口,一个出口接污水池,一个出口接阀门井。阀门井内的阀门关闭,水即进入污水池,污水池蓄满后,水被积在盆状场地之内;阀门井内的阀门打开,积水即可排至雨水系统。 消防污水与未受污染的消防水的切换,按以下步骤进行:平时将阀门井内的阀门关闭,消防时,消防水被限制在盆状场地之内。检测人员经取样分析,如确认消防水未被污染,打开阀门,将场地内积水排至雨水系统;若分析结果显示消防水已被污染,则启动污水池内的污水泵,将受污染水送至污水处理厂(图1)。 盆状场地的净容积是这样确定的:考虑到污水的检测时间约须1.5-2h,场地内按可容纳3h消防用水量。依据《建筑设计防火规范》,堆桶场消防用水量确定为25L/s,3h消防用水的溶积即为270m3,因而,盆状场地的净容积应不小于270m3。 堆桶场的设计要点:一是要计算盆状场地的净容积,确保堆桶场在堆好成品桶。原料桶、空桶和废料桶时仍能满足270m3要求;二是盆状场地的地坪应做好防渗工作,因为此时的盆状场地兼作消防污水收集池;三是污水泵的流量确定应综合考虑污水处理厂的承受能力和盆状场地的排空时间。 原料罐区有现成的围堰,只要保证其容量,并做好防渗工作,便可作为消防污水收集池。 以上设计得到德国BATER公司的认可。 目前,该工程已竣工投产,消防污水收集设施使用效果如何,还有待今后实践的检验。 5 存在的问题 ①由于我国环保规范未提及消防污水,消防污水的收集容积在规范和手册中均没有明确的计算方法。以上计算是否妥当,有待于实践的检验。 ②消防实际用水量可能远远大于规范中规定的消防用水量,实际消防用水量太大时,消防污水就会溢出收集池,流入雨水管道,污染环境。但是,如果将收集池做得很大,势必又增加了土建投资。如何经济、合理地确定消防污水收集池的容积,还有待于同行们的进一步探讨。 ③污水的检测项目不同、同一检测项目所使用的仪器不同,检测所需时间就会不同。而污水检测所需时间对消防污水收集他的容积影响很大。污水检测所需时间如何确定,依据不足。 6 几点建议 ①石油化工工程设计应考虑消防污水的收集。 ②建设石油化工企业污水处理厂应考虑消防污水处理量。 ③国家环境保护标准规范在有关章节应增加消防污水的有关内容。 石油化工论文:浅析石油化工装置工艺管线系统试压研究 [论文关键词] 石油化工 管线试压技术 管道工艺技术 [论文摘 要] 石油化工装置是以石油裂解加工为主体生产各种燃油和化工原料的生产装置。装置内的各种工艺介质多为易燃、易爆和有毒性的物质。因此,在石油化工装置施工过程中,各类工艺管道的安装质量必须严格控制,严禁其泄漏,否则将造成严重后果。本文旨是根据石油化工装置工艺技术的危险因素,安全设计方面进行深入的探讨。 目前我国石油的生产是越来越大,可是石油化工装置是以石油裂解加工为主体生产各种燃油,以及是以化工原料为主体的生产装置的,装置内存在着各种工艺介质很多都是有毒性的物质,易燃、易爆的物质和。也就是说,在石油化工装置施工过程中,各类工艺管道的安装质量必须严格控制,严禁其泄漏,否则将造成严重后果。工艺管线安装过程中,为检验焊缝的质量及法兰连接处的密闭性,管线的试压工作是十分重要和必不可少的一道关键工序。 实际上,从标本兼治的理念来看,设计成品的质量对安全生产有着不可忽视的影响。石油化工装置设计安全是预防火灾爆炸事故发生,实现安全生产的一项重要工作。那么要如何保证装置设计安全呢,当然就要严格、正确地执行相关法规、标准规范,特别是强制性标准。 一.石油化工装置管线试压工艺技术研究 1.技术准备。大型石油化工装置工艺管线系统多,走向错综复杂,为了使试压工作正常进行,必须预先做好充分的技术准备。试压前,应根据工艺流程图编制试压方案,理清试压流程,按要求确定试压介质、方法、步骤及试压各项安全技术措施等。 2.管线的完整性检查。管线的完整性检查是管线试压前的必要工作,没有经过完整性检查确认合格的系统一律不得进行试压试验。完整性检查的依据是管道系统图、管道平面图、管道剖面图、管道支架图、管道简易试压系统图等技术文件。完整性检查的方法一是施工班组对自己施工的管线按设计图纸自行检查,二是施工技术人员对试压的系统每根管线逐条复检,三是试压系统中所有管线按设计图纸均检查合格后,申报质监、业主进行审检、质检。完整性检查的内容分硬件和软件两部分。 3.物资准备。管线试压介质一般分为两类:一类是气体,一类是液体。气体一般采用空气、干燥无油空气和氮气等。液体一般采用水、洁净水和纯水等。因此,如果管线没有特殊的要求,试压介质一般多采用水。试压工作是一种比较危险的工作。因此,在此项工作开始前应进行充分的物资准备工作。主要包括试压设备的维护保养、安全检查和进场布设;各种试压用仪器、仪表的校验、检查和安装;试压临时管线及配件的安装布置;试压用盲板、螺栓、螺母、垫片等材料的准备;设备、仪表、阀门、管件、安全阀、流量计等隔离措施的实施;试压中各种安全技术措施所需物资的供应及现场的布置等工作。 4.压力试验。承受内压管线的试验压力为管线设计压力的1.5倍;当管道的设计温度高于试验温度时,试验压力应符合下式Ps=1.5δ1/δ2δ1/δ2 6.5时,取6.5值;当Ps在试验温度下,产生超过屈服强度应力时,应应将试验压力降至管道压力不超过屈服强度时的最高试验压力。气压试验管道的试验压力为设计。对于气压作强度试验的管线,当强度试验合格后,直接将试验压力降至气密性试验的压力,稳压30分钟,以无泄漏、无压降为合格。检验采用在焊口、发兰、密封处刷检漏液的方法。 5.试压安全技术规定。管线试压是非常危险的,应做好各项安全技术措施。液压试验管段长度一般不应超过1000米,试验用的临时加固措施应经检查确认安全可靠,并做好标识。试验用压力表应在检定合格期内,精度不低于1.5级,量程是被测压力的1.5~2倍,试压系统中的压力表不得少于2块。液压试验系统注水时,应将空气排尽,宜在环境温度5℃以上进行,否则须有防冻措施。合金钢管道系统,液体温度不得低于5℃。试验过程中,如遇泄漏,不得带压修理,缺陷消除后,应重新试压。试压合格后应及时卸压,液体试压时应及时将管内液体排尽。系统试验完毕后,应及时拆除所有临时盲板,填写试压记录。试压过程中,试压区域要设置警戒线,无关人员不得入内,操作人员必须听从指挥,不得随意开关阀门。 二.石油化工装置管道工艺技术 1.塔和容器的管线设计 依据工艺原理合理布置。分馏塔与汽提塔之间的管线布置。通常分馏塔到汽提塔有调节阀组,调节阀组应靠近汽提塔安装,以保证调节阀前有足够离的液柱。分馏塔与回馏罐之间的管线布置。当分馏塔的塔顶压力用热旁路控制时,热旁路应尽量短且不得出现袋形,调节阀应设在回流罐的上部。汽液两相流的管道布置时,管道上的调节阀应尽量靠近接收介质的容器布置,减少管道压降,避免管道震动。如图3所示。由此可见,管线不可随意布放。 2.泵的管线设计 泵入口偏心异径管的使用。泵吸人管道设计是确保泵经常处于正常工作状态的关键。当泵人口管系统有变径时,要采用偏心大小头以防变径处气体积聚,偏心异径管的安装方式如下:一般采用项平安装,当异径管与向上弯的弯头直连的情况下可以采用底平安装。这种安装方式可以省去低点排液。 布置泵的人口管线时要考虑到几个方面的因素: ①泵的人口管支架的设置。如泵的进口在一侧,则泵的入口管支架应是可调式,且人口管及阀门位置在泵的侧前方。 ②气阻。进泵管线不得有气阻,这一点很容易被忽视,某些布置虽符合工艺流程图,但在局部会产生气阻现象,从而严重影响泵的运行。 ③管道柔性。泵是同转机械,管道推力作用在管嘴上会使转轴的定位偏移,因此管道设计要保证泵嘴受力在允许数值内。塔底进泵的高温管线尤其需要考虑热补偿。 3.冷换设备的管线设计逆流换热 ①冷换设备冷水走管程由下部进入,上部排出。这样供水发生故障时,换热器内有存水,不致排空。如作为加热器时用蒸汽加热,蒸汽从上部引入,凝结水由下部排出。 ②安装净距。为了方便检修,换热器进出口管线及阀门法兰。均应与设备封头盖法兰保持一定距离,为方便拆卸螺栓净距一般为300mm。 ③热应力。换热器的固定点一般是在管箱端,凡连接封头端管嘴的管道必须考虑因换热器热胀而位移的影响。重沸器返回线各段管线长度的分配要恰当,可以防止设备管嘴受力过大。回线各段管线长度的分配要恰当,可以防止设备管嘴受力过大。 三.总结 设计方法和手段的不断进步能有效地提高设计质量。作为设计者,会受生理和心理等因素的影响,容易出现偏差,技术的进步,极大地补偿了人的缺陷。当前,计算机辅助设计CAD正在广泛应用,它使设计工作更高效、更优质,使一些易出差错的环节不复存在。掌握CAD设计手段是现阶段设计者的基本要求,也是设计者知识水平不断更新提高的体现。 石油化工论文:浅谈石油化工高效液相色谱仪检测技术 论文关键词:高效液相色谱仪 石油化工 检测 论文摘要:蒸发光散射检测器作为高效液相色谱仪的一个重要组成部分,具有高效、快速的特点,在石油样品的范围检测越来越广。本文主要针对蒸发光散射检测技术在石油化工领域中的应用进行了分析。 蒸发光散射检测器(ELSD)作为一种新型的通用型检测器,显示了极大的优越性,引起了广大科研工作者的注意,在一定程度上弥补了HPLC传统检测器上的不足。笔者综述了ELSD的仪器结构、工作原理以及影响检测的因素,重点介绍其在石油化工领域中的应用。 1.ELSD的结构和工作原理 1966年, Ford第一次介绍了ELSD,当时它被称为蒸发分析器( Evaporative Analyzer) ,后来又被称为质量检测器(Mass Detector) 、光散射检测器(Light Scaterring Detector) 等,属于一种具有较高灵敏度的通用检测器。它运用光散射技术使高分子量和低分子量化合物检测时通过质量敏感(Mass Responsive)模式来完成。对于各种已经商品化的ELSD主要由3部分组成:雾化器、加热漂移管和光散射池。 1.1雾化器 雾化器直接和分析柱的出口相连接,从柱后出来的流出物进入雾化器,在雾化器的末端与通入的气体(通常是氮气或氦气)充分混合成均匀的小液滴,可以通过调节气体的流速和洗脱液的流速来调节所产生液滴的大小。对于ELSD的稳定性在很大程度上取决于物化器气体流速,气体流速如果低于正常流速,会产生较大体积的液滴,大液滴会凝聚在加热漂移管上使响应值降低,大液滴中的流动相如果不能完全蒸发,则会形成尖峰;如果气体流速过高,则大液滴的数量会减少,响应值降低。 1.2加热漂移管 加热漂移管是ELSD的一个重要部件。柱流出物经过物化器后变成气溶胶,然后经过加热漂移管。加热漂移管的作用是使气溶胶中的易挥发组分挥发,流动相中的不易挥发组分经过加热漂移管进入散射池。加热漂移管的重要参数是在保证流动相完全蒸发的前提下设置尽量低的温度,特别是对于一些不稳定的化合物,更应该在低温下蒸发掉流动相。 1.3光散射池 在光散射池中,样品颗粒散射光源发出的光经过检测器产生电信号。在仪器的实际结构中,光源大多数使用多色光源,但是也有的厂家使用激光源。激光源除强度较大以外,有本征的缺憾,即对于一些具有生色基团的化合物,如果其吸收波长正好与激光光源波长相等,这种化合物就不会被检测到;另一方面,因散射光强度和(D/I)有关,所以多色光的散射强度使ELSD的响应因子更接近于一个真正的质量检测器,而单色光ELSD的响应因子会有较大的变化。经样品颗粒散射的光被光电倍增管或硅晶体光电二极管接收,其发展趋势是硅晶体光电二极管被逐步取代光电倍增管。 2.影响ELSD检测的因素 Charleswoortin最早研究了ELSD的检测原理,并为它以后的发展奠定了基础,后来经过大量的学者研究逐渐加以完善,并由Mengerink系统地总结如下: 2.1 物化器 散射光的强度与进入光散射池的颗粒大小有关, ,因此也就与在雾化过程中产生的液滴大小有关。可以用Nukiya-ma和Tanasawa的经验公式计算气溶胶中的液滴平均直径(D) 。液滴直径的大小与表面张力、流动相的密度和粘度以及气体的流速有关,可以通过调节这些参数来实现对液滴大小的调节,以提高检测器的灵敏度。 2.2 加热漂移管 加热漂移管的作用是把柱流出物中的流动相加热蒸发掉,只剩下化合物的颗粒。其温度的设定值应根据洗脱液的组成和性质而定,例如当流动相的沸点高时,应该升高操作温度,使其完全蒸发,同时要尽量保持较低的温度,以免使待分析的物质加热蒸发,而导致检测器的灵敏度降低。 2.3 光散射池 当一个颗粒与光作用时,共有3 种类型的散射过程发生: Rayleigh散射、Mie散射和折射- 反射。这3种过程均与颗粒的直径(D)及波长(λ)有关,当D /λ 0. 1时产生Ray-leigh散射;当0. 1 D /λ 1 时,产生Mie散射; 当D /λ 1时,产生折射- 反射。散射光的强度主要来自于两种不同的组合,即Rayleigh散射和Mie散射或Mie散射和折射- 反射。冯埃生和Trathnigg等人分别考察了影响ELSD检测的因素,发现加热漂移管的温度对基线水平和噪声的影响有明显的规律:温度较低时,流动相不能完全蒸发掉,基线水平较高;温度过高时可能会带来更大的噪声。 3. ELSD在石油化工领域中的应用 由于ELSD具有其它传统检测器无法比拟的优点,所以在碳水化合物、氨基酸、表面活性剂、医药、磷酯类化合物等检测方面发挥了巨大的作用,但是在石油化工领域,由于物质的复杂性而应用比较少。Padlo等人用HPLC - ELSD体系对VGO 馏分油和减压渣油进行模拟蒸馏,当加热漂移管的温度为40~80℃时流动相为正戊烷,工作温度为115~150℃时流动相为正己烷,结果发现当加热漂移管的温度为40℃时,对应油样中只有沸点大于315℃的组分才能被检测到,也就是说检测限为315℃,同样当加热漂移管的温度为80、115、150℃时,对应油样沸点检测限分别大于380、435、482℃,依据不同的ELSD操作温度可以得到油品的沸点分布结果。把实验结果与气相模拟蒸馏的结果进行对比,表明前者具有分析时间短、样品用量小、不使用色谱柱、使用范围广等优点。Padlo、朱继升等人采用Padlo建立了正相高效液相色谱法,用PAC (丙胺氰基柱) 、DNAP (二硝基苯胺丙烷) 、D IOL (正相硅胶键合二醇) 3个液相色谱柱串连,通过柱切换和梯度洗脱等手段将沸点大于315℃ (600°F)煤液化油分成饱和烃、芳烃(1~5环)和极性化合物3个组分,然后用二极管阵列检测器、蒸发光散射检测器分别对各个组分进行定性、定量分析,并把结果与气相模拟蒸馏法和重量法测得的结果进行对比,结果表明前者在准确性和重复性方面均与后者相媲美。Ashraf采用带有两个正相色谱柱(丙胺氰基柱PAC和二硝基苯胺丙烷DNAP)和两个检测器(二极管阵列检测器DVD和蒸发光散射检测器ELSD)的多维HPLC系统,成功运用于瓦斯油(VGO) 、重瓦斯油(HVGO) 、减压渣油(VR)以及深拔馏分(DD)中6种烃类组分的芳香烃含量、质量和支链分布的定量测定。这些烃类组分包括饱和烃(脂肪烃和环烷烃) , 1~4环芳香烃和极性化合物(高于4环的含N、O杂环化合物) 。这种独特的HPLC系统以正己烷、二氯甲烷和异丙醇为流动相,采用梯度洗脱有效分离烃类组分,对蒸发光散射检测器进行较宽范围质量校正以及独特的算法将二极管阵列检测器光谱转换成芳香烃含量。此方法在分离初、馏点高于340℃的样品时具有其它方法不具备的优点。Bartle对蒸发光散射检测器在凝胶渗透色谱(GPC)中的应用做了进一步的探索研究,研究发现在测定煤液化油提取物时,对于一些窄分布、高分子量(大于300)的馏分有较好的灵敏度和线性关系,从某种程度上可以称之为质量检测器,相对于传统GPC检测器而言具有巨大的优越性;但是对于低分子量的馏分,由于沸点低,在蒸发除去流动相的过程中,待分析物也一同被气化而损失掉,所以应用ELSD测定煤液化油提取物时只能测定高分子量(大300)馏分;Xie Rong等人采用配有蒸发光散射检测器、粘度计、示差折光检测器的GPC系统成功地分析了聚合物的螺旋半径、固有粘度、分子量及其分布; L i同样将ELSD应用在GPC上测定沥青和渣油的分子量和分子量分布,并把测定结果与用薄层色谱的测定结果进行对比。 4结束语 综上所述,通过调节气体流速和加热漂移管的温度,使响应值、信噪比达到最大。ELSD的响应不依赖于被检测物质的光学性质,只能检测沸点低于流动相的样品。ELSD检测灵敏度高,检测限达到ng级且检测过程中基线稳定,能进行梯度洗脱。 石油化工论文:石油化工企业消防污水收集与处理初探 摘要:阐述了石油化工企业消防污水的产生及特点,提出了石油化工企业须重视消防污水的收集与处理,结合工程实例介绍了消防污水的收集方法。文章建议国家环境保护法规增加关于消防污水的有关内容。 关键词:石油化工 消防 污水处理 前言 随着社会的进步,人们的环境保护意识不断增强。石化企业水污染防治工作取得了较大的成绩。但是,消防污水的收集与处理问题常常被人们忽视。本文就这一方面的问题谈谈自己的看法。不当之处,望同行们批评指正。 1 消防污水的产生 石油化工企业是以石油或天然气为主要原料,通过不同的生产工艺过程、加工方法,生产各种石油产品、有机化工原料、化学纤维及化肥的工业。各种成分的物料在这里加工、储存、装卸、输送。一旦发生火灾,导致容器和管道破裂,物料就会泄漏出来。消防时,泄漏出来的物料混入消防水,消防水即被污染。笔者将这部分受污染的消防水称之为消防污水。 从消防污水的产生过程来看,其产生须具备两个条件:其一,消防污水只有在消防时才会产生;其二,消防污水只有在物料泄漏并混人消防水时才会产生。 消防污水的产生过程决定了消防污水具有区别于其它形式污水的特点。 2 消防污水的特点 消防污水具有以下几个特点: ①污水量变化大。由于消防污水只是在消防时产生,因而其水量与消防时实际用水量有关,而消防实际用水量与火灾严重程度密切相关。当火灾处于初期或程度比较轻时,消防实际用水量就小,产生的消防污水也就少;当火灾程度比较严重时,消防实际用水量就大,产生的消防污水也就多;当火灾特别严重时,企业内消防设施不能满足消防要求,需要动用企业外部消防设施,此时产生的消防污水就更多。 ②污水中污染物组分复杂。石油化工企业产品种类繁多、化工装置千差万别。不同的化工装置、不同的工艺流程、火灾发生时不同的泄漏点位置,消防污水中污染物的组分都会不同。物料泄漏量不同,消防污水中污染物的浓度也会有很大差异。 消防污水具有区别于其它形式污水的特点,但是无论何种形式的污水,它都存在着收集与处理的问题。 3 消防污水的收集与处理 消防污水如不采取措施加以收集,便会沿地面流淌至雨水管道,最终汇入江河湖泊,造成地下水、地表水的严重污染。依据石油化工企业的环保法规,“石油化工企业应该做到清污分流”,受到污染的消防水也应该从未受污染的水中分流出来。因此消防污水的收集与处理是必要的,不能因为火灾就忽略了对环境的保护。特别是加工过程中含有毒物质的企业,这个问题更应重视。 针对消防污水的特点,在将其送入污水处理厂前,还应注意以下几点: ①消防污水在被送入污水处理厂前须进行检测。 ②消防污水收集池须有一定的调节容积。 ③当消防污水可回收利用时,应考虑回收利用。 下面以金陵拜耳1万t/a组合聚醚装置中,堆桶场和原料罐区为例,谈谈消防污水是如何收集的。 4 工程实例 金陵拜耳1万t/a组合聚醚装置是由德国BAYER公司与金陵石化化工二厂合资兴建。该装置由原料罐区、生产厂房、堆桶场、加热区、污水池等建构筑物组成。产品组合聚醚是由聚醚与添加剂混配而成,其中添加剂中含胺类物质。若胺类物质泄漏并流入水体,将会造成地表水、地下水的污染,造成环境的污染。为防止消防污水对环境的污染,德国BAYER公司提供的基础设计中明确提出,该装置原料罐区、生产厂房、堆桶场的消防排水均须考虑收集并将受污染消防水送至化工二厂污水处理厂。 以堆桶场为例,是将其设计成一块周围高、中间低的盆地状场地,供收集消防污水。场地中间设一水沟,水沟的末端接切换井。切换井有两个出口,一个出口接污水池,一个出口接阀门井。阀门井内的阀门关闭,水即进入污水池,污水池蓄满后,水被积在盆状场地之内;阀门井内的阀门打开,积水即可排至雨水系统。 消防污水与未受污染的消防水的切换,按以下步骤进行:平时将阀门井内的阀门关闭,消防时,消防水被限制在盆状场地之内。检测人员经取样分析,如确认消防水未被污染,打开阀门,将场地内积水排至雨水系统;若分析结果显示消防水已被污染,则启动污水池内的污水泵,将受污染水送至污水处理厂(图1)。 盆状场地的净容积是这样确定的:考虑到污水的检测时间约须1.5-2h,场地内按可容纳3h消防用水量。依据《建筑设计防火规范》,堆桶场消防用水量确定为25L/s,3h消防用水的溶积即为270m3,因而,盆状场地的净容积应不小于270m3。 堆桶场的设计要点:一是要计算盆状场地的净容积,确保堆桶场在堆好成品桶。原料桶、空桶和废料桶时仍能满足270m3要求;二是盆状场地的地坪应做好防渗工作,因为此时的盆状场地兼作消防污水收集池;三是污水泵的流量确定应综合考虑污水处理厂的承受能力和盆状场地的排空时间。 原料罐区有现成的围堰,只要保证其容量,并做好防渗工作,便可作为消防污水收集池。 以上设计得到德国BATER公司的认可。 目前,该工程已竣工投产,消防污水收集设施使用效果如何,还有待今后实践的检验。 5 存在的问题 ①由于我国环保规范未提及消防污水,消防污水的收集容积在规范和手册中均没有明确的计算方法。以上计算是否妥当,有待于实践的检验。 ②消防实际用水量可能远远大于规范中规定的消防用水量,实际消防用水量太大时,消防污水就会溢出收集池,流入雨水管道,污染环境。但是,如果将收集池做得很大,势必又增加了土建投资。如何经济、合理地确定消防污水收集池的容积,还有待于同行们的进一步探讨。 ③污水的检测项目不同、同一检测项目所使用的仪器不同,检测所需时间就会不同。而污水检测所需时间对消防污水收集他的容积影响很大。污水检测所需时间如何确定,依据不足。 6 几点建议 ①石油化工工程设计应考虑消防污水的收集。 ②建设石油化工企业污水处理厂应考虑消防污水处理量。 ③国家环境保护标准规范在有关章节应增加消防污水的有关内容。 石油化工论文:浅析石油化工装置工艺管线系统试压研究 [论文关键词] 石油化工 管线试压技术 管道工艺技术 [论文摘 要] 石油化工装置是以石油裂解加工为主体生产各种燃油和化工原料的生产装置。装置内的各种工艺介质多为易燃、易爆和有毒性的物质。因此,在石油化工装置施工过程中,各类工艺管道的安装质量必须严格控制,严禁其泄漏,否则将造成严重后果。本文旨是根据石油化工装置工艺技术的危险因素,安全设计方面进行深入的探讨。 目前我国石油的生产是越来越大,可是石油化工装置是以石油裂解加工为主体生产各种燃油,以及是以化工原料为主体的生产装置的,装置内存在着各种工艺介质很多都是有毒性的物质,易燃、易爆的物质和。也就是说,在石油化工装置施工过程中,各类工艺管道的安装质量必须严格控制,严禁其泄漏,否则将造成严重后果。工艺管线安装过程中,为检验焊缝的质量及法兰连接处的密闭性,管线的试压工作是十分重要和必不可少的一道关键工序。 实际上,从标本兼治的理念来看,设计成品的质量对安全生产有着不可忽视的影响。石油化工装置设计安全是预防火灾爆炸事故发生,实现安全生产的一项重要工作。那么要如何保证装置设计安全呢,当然就要严格、正确地执行相关法规、标准规范,特别是强制性标准。 一.石油化工装置管线试压工艺技术研究 1.技术准备。大型石油化工装置工艺管线系统多,走向错综复杂,为了使试压工作正常进行,必须预先做好充分的技术准备。试压前,应根据工艺流程图编制试压方案,理清试压流程,按要求确定试压介质、方法、步骤及试压各项安全技术措施等。 2.管线的完整性检查。管线的完整性检查是管线试压前的必要工作,没有经过完整性检查确认合格的系统一律不得进行试压试验。完整性检查的依据是管道系统图、管道平面图、管道剖面图、管道支架图、管道简易试压系统图等技术文件。完整性检查的方法一是施工班组对自己施工的管线按设计图纸自行检查,二是施工技术人员对试压的系统每根管线逐条复检,三是试压系统中所有管线按设计图纸均检查合格后,申报质监、业主进行审检、质检。完整性检查的内容分硬件和软件两部分。 3.物资准备。管线试压介质一般分为两类:一类是气体,一类是液体。气体一般采用空气、干燥无油空气和氮气等。液体一般采用水、洁净水和纯水等。因此,如果管线没有特殊的要求,试压介质一般多采用水。试压工作是一种比较危险的工作。因此,在此项工作开始前应进行充分的物资准备工作。主要包括试压设备的维护保养、安全检查和进场布设;各种试压用仪器、仪表的校验、检查和安装;试压临时管线及配件的安装布置;试压用盲板、螺栓、螺母、垫片等材料的准备;设备、仪表、阀门、管件、安全阀、流量计等隔离措施的实施;试压中各种安全技术措施所需物资的供应及现场的布置等工作。 4.压力试验。承受内压管线的试验压力为管线设计压力的1.5倍;当管道的设计温度高于试验温度时,试验压力应符合下式Ps=1.5δ1/δ2δ1/δ2 6.5时,取6.5值;当Ps在试验温度下,产生超过屈服强度应力时,应应将试验压力降至管道压力不超过屈服强度时的最高试验压力。气压试验管道的试验压力为设计。对于气压作强度试验的管线,当强度试验合格后,直接将试验压力降至气密性试验的压力,稳压30分钟,以无泄漏、无压降为合格。检验采用在焊口、发兰、密封处刷检漏液的方法。 5.试压安全技术规定。管线试压是非常危险的,应做好各项安全技术措施。液压试验管段长度一般不应超过1000米,试验用的临时加固措施应经检查确认安全可靠,并做好标识。试验用压力表应在检定合格期内,精度不低于1.5级,量程是被测压力的1.5~2倍,试压系统中的压力表不得少于2块。液压试验系统注水时,应将空气排尽,宜在环境温度5℃以上进行,否则须有防冻措施。合金钢管道系统,液体温度不得低于5℃。试验过程中,如遇泄漏,不得带压修理,缺陷消除后,应重新试压。试压合格后应及时卸压,液体试压时应及时将管内液体排尽。系统试验完毕后,应及时拆除所有临时盲板,填写试压记录。试压过程中,试压区域要设置警戒线,无关人员不得入内,操作人员必须听从指挥,不得随意开关阀门。 二.石油化工装置管道工艺技术 1.塔和容器的管线设计 依据工艺原理合理布置。分馏塔与汽提塔之间的管线布置。通常分馏塔到汽提塔有调节阀组,调节阀组应靠近汽提塔安装,以保证调节阀前有足够离的液柱。分馏塔与回馏罐之间的管线布置。当分馏塔的塔顶压力用热旁路控制时,热旁路应尽量短且不得出现袋形,调节阀应设在回流罐的上部。汽液两相流的管道布置时,管道上的调节阀应尽量靠近接收介质的容器布置,减少管道压降,避免管道震动。如图3所示。由此可见,管线不可随意布放。 2.泵的管线设计 泵入口偏心异径管的使用。泵吸人管道设计是确保泵经常处于正常工作状态的关键。当泵人口管系统有变径时,要采用偏心大小头以防变径处气体积聚,偏心异径管的安装方式如下:一般采用项平安装,当异径管与向上弯的弯头直连的情况下可以采用底平安装。这种安装方式可以省去低点排液。 布置泵的人口管线时要考虑到几个方面的因素: ①泵的人口管支架的设置。如泵的进口在一侧,则泵的入口管支架应是可调式,且人口管及阀门位置在泵的侧前方。 ②气阻。进泵管线不得有气阻,这一点很容易被忽视,某些布置虽符合工艺流程图,但在局部会产生气阻现象,从而严重影响泵的运行。 ③管道柔性。泵是同转机械,管道推力作用在管嘴上会使转轴的定位偏移,因此管道设计要保证泵嘴受力在允许数值内。塔底进泵的高温管线尤其需要考虑热补偿。 3.冷换设备的管线设计逆流换热 ①冷换设备冷水走管程由下部进入,上部排出。这样供水发生故障时,换热器内有存水,不致排空。如作为加热器时用蒸汽加热,蒸汽从上部引入,凝结水由下部排出。 ②安装净距。为了方便检修,换热器进出口管线及阀门法兰。均应与设备封头盖法兰保持一定距离,为方便拆卸螺栓净距一般为300mm。 ③热应力。换热器的固定点一般是在管箱端,凡连接封头端管嘴的管道必须考虑因换热器热胀而位移的影响。重沸器返回线各段管线长度的分配要恰当,可以防止设备管嘴受力过大。回线各段管线长度的分配要恰当,可以防止设备管嘴受力过大。 三.总结 设计方法和手段的不断进步能有效地提高设计质量。作为设计者,会受生理和心理等因素的影响,容易出现偏差,技术的进步,极大地补偿了人的缺陷。当前,计算机辅助设计CAD正在广泛应用,它使设计工作更高效、更优质,使一些易出差错的环节不复存在。掌握CAD设计手段是现阶段设计者的基本要求,也是设计者知识水平不断更新提高的体现。 石油化工论文:浅谈石油化工高效液相色谱仪检测技术 论文关键词:高效液相色谱仪 石油化工 检测 论文摘要:蒸发光散射检测器作为高效液相色谱仪的一个重要组成部分,具有高效、快速的特点,在石油样品的范围检测越来越广。本文主要针对蒸发光散射检测技术在石油化工领域中的应用进行了分析。 蒸发光散射检测器(ELSD)作为一种新型的通用型检测器,显示了极大的优越性,引起了广大科研工作者的注意,在一定程度上弥补了HPLC传统检测器上的不足。笔者综述了ELSD的仪器结构、工作原理以及影响检测的因素,重点介绍其在石油化工领域中的应用。 1.ELSD的结构和工作原理 1966年, Ford第一次介绍了ELSD,当时它被称为蒸发分析器( Evaporative Analyzer) ,后来又被称为质量检测器(Mass Detector) 、光散射检测器(Light Scaterring Detector) 等,属于一种具有较高灵敏度的通用检测器。它运用光散射技术使高分子量和低分子量化合物检测时通过质量敏感(Mass Responsive)模式来完成。对于各种已经商品化的ELSD主要由3部分组成:雾化器、加热漂移管和光散射池。 1.1雾化器 雾化器直接和分析柱的出口相连接,从柱后出来的流出物进入雾化器,在雾化器的末端与通入的气体(通常是氮气或氦气)充分混合成均匀的小液滴,可以通过调节气体的流速和洗脱液的流速来调节所产生液滴的大小。对于ELSD的稳定性在很大程度上取决于物化器气体流速,气体流速如果低于正常流速,会产生较大体积的液滴,大液滴会凝聚在加热漂移管上使响应值降低,大液滴中的流动相如果不能完全蒸发,则会形成尖峰;如果气体流速过高,则大液滴的数量会减少,响应值降低。 1.2加热漂移管 加热漂移管是ELSD的一个重要部件。柱流出物经过物化器后变成气溶胶,然后经过加热漂移管。加热漂移管的作用是使气溶胶中的易挥发组分挥发,流动相中的不易挥发组分经过加热漂移管进入散射池。加热漂移管的重要参数是在保证流动相完全蒸发的前提下设置尽量低的温度,特别是对于一些不稳定的化合物,更应该在低温下蒸发掉流动相。 1.3光散射池 在光散射池中,样品颗粒散射光源发出的光经过检测器产生电信号。在仪器的实际结构中,光源大多数使用多色光源,但是也有的厂家使用激光源。激光源除强度较大以外,有本征的缺憾,即对于一些具有生色基团的化合物,如果其吸收波长正好与激光光源波长相等,这种化合物就不会被检测到;另一方面,因散射光强度和(D/I)有关,所以多色光的散射强度使ELSD的响应因子更接近于一个真正的质量检测器,而单色光ELSD的响应因子会有较大的变化。经样品颗粒散射的光被光电倍增管或硅晶体光电二极管接收,其发展趋势是硅晶体光电二极管被逐步取代光电倍增管。 2.影响ELSD检测的因素 Charleswoortin最早研究了ELSD的检测原理,并为它以后的发展奠定了基础,后来经过大量的学者研究逐渐加以完善,并由Mengerink系统地总结如下: 2.1 物化器 散射光的强度与进入光散射池的颗粒大小有关, ,因此也就与在雾化过程中产生的液滴大小有关。可以用Nukiya-ma和Tanasawa的经验公式计算气溶胶中的液滴平均直径(D) 。液滴直径的大小与表面张力、流动相的密度和粘度以及气体的流速有关,可以通过调节这些参数来实现对液滴大小的调节,以提高检测器的灵敏度。 2.2 加热漂移管 加热漂移管的作用是把柱流出物中的流动相加热蒸发掉,只剩下化合物的颗粒。其温度的设定值应根据洗脱液的组成和性质而定,例如当流动相的沸点高时,应该升高操作温度,使其完全蒸发,同时要尽量保持较低的温度,以免使待分析的物质加热蒸发,而导致检测器的灵敏度降低。 2.3 光散射池 当一个颗粒与光作用时,共有3 种类型的散射过程发生: Rayleigh散射、Mie散射和折射- 反射。这3种过程均与颗粒的直径(D)及波长(λ)有关,当D /λ 0. 1时产生Ray-leigh散射;当0. 1 D /λ 1 时,产生Mie散射; 当D /λ 1时,产生折射- 反射。散射光的强度主要来自于两种不同的组合,即Rayleigh散射和Mie散射或Mie散射和折射- 反射。冯埃生和Trathnigg等人分别考察了影响ELSD检测的因素,发现加热漂移管的温度对基线水平和噪声的影响有明显的规律:温度较低时,流动相不能完全蒸发掉,基线水平较高;温度过高时可能会带来更大的噪声。 3. ELSD在石油化工领域中的应用 由于ELSD具有其它传统检测器无法比拟的优点,所以在碳水化合物、氨基酸、表面活性剂、医药、磷酯类化合物等检测方面发挥了巨大的作用,但是在石油化工领域,由于物质的复杂性而应用比较少。Padlo等人用HPLC - ELSD体系对VGO 馏分油和减压渣油进行模拟蒸馏,当加热漂移管的温度为40~80℃时流动相为正戊烷,工作温度为115~150℃时流动相为正己烷,结果发现当加热漂移管的温度为40℃时,对应油样中只有沸点大于315℃的组分才能被检测到,也就是说检测限为315℃,同样当加热漂移管的温度为80、115、150℃时,对应油样沸点检测限分别大于380、435、482℃,依据不同的ELSD操作温度可以得到油品的沸点分布结果。把实验结果与气相模拟蒸馏的结果进行对比,表明前者具有分析时间短、样品用量小、不使用色谱柱、使用范围广等优点。Padlo、朱继升等人采用Padlo建立了正相高效液相色谱法,用PAC (丙胺氰基柱) 、DNAP (二硝基苯胺丙烷) 、D IOL (正相硅胶键合二醇) 3个液相色谱柱串连,通过柱切换和梯度洗脱等手段将沸点大于315℃ (600°F)煤液化油分成饱和烃、芳烃(1~5环)和极性化合物3个组分,然后用二极管阵列检测器、蒸发光散射检测器分别对各个组分进行定性、定量分析,并把结果与气相模拟蒸馏法和重量法测得的结果进行对比,结果表明前者在准确性和重复性方面均与后者相媲美。Ashraf采用带有两个正相色谱柱(丙胺氰基柱PAC和二硝基苯胺丙烷DNAP)和两个检测器(二极管阵列检测器DVD和蒸发光散射检测器ELSD)的多维HPLC系统,成功运用于瓦斯油(VGO) 、重瓦斯油(HVGO) 、减压渣油(VR)以及深拔馏分(DD)中6种烃类组分的芳香烃含量、质量和支链分布的定量测定。这些烃类组分包括饱和烃(脂肪烃和环烷烃) , 1~4环芳香烃和极性化合物(高于4环的含N、O杂环化合物) 。这种独特的HPLC系统以正己烷、二氯甲烷和异丙醇为流动相,采用梯度洗脱有效分离烃类组分,对蒸发光散射检测器进行较宽范围质量校正以及独特的算法将二极管阵列检测器光谱转换成芳香烃含量。此方法在分离初、馏点高于340℃的样品时具有其它方法不具备的优点。Bartle对蒸发光散射检测器在凝胶渗透色谱(GPC)中的应用做了进一步的探索研究,研究发现在测定煤液化油提取物时,对于一些窄分布、高分子量(大于300)的馏分有较好的灵敏度和线性关系,从某种程度上可以称之为质量检测器,相对于传统GPC检测器而言具有巨大的优越性;但是对于低分子量的馏分,由于沸点低,在蒸发除去流动相的过程中,待分析物也一同被气化而损失掉,所以应用ELSD测定煤液化油提取物时只能测定高分子量(大300)馏分;Xie Rong等人采用配有蒸发光散射检测器、粘度计、示差折光检测器的GPC系统成功地分析了聚合物的螺旋半径、固有粘度、分子量及其分布; L i同样将ELSD应用在GPC上测定沥青和渣油的分子量和分子量分布,并把测定结果与用薄层色谱的测定结果进行对比。 4结束语 综上所述,通过调节气体流速和加热漂移管的温度,使响应值、信噪比达到最大。ELSD的响应不依赖于被检测物质的光学性质,只能检测沸点低于流动相的样品。ELSD检测灵敏度高,检测限达到ng级且检测过程中基线稳定,能进行梯度洗脱。 石油化工论文:探析石油化工泵的节能技术 论文关键词:石油化工泵 节能技术 应用 论文摘要:随着社会分工的不断深化,全球工业化已经成为必然发展趋势。石油资源的开发和利用更是工业化发展过程中必不可少的重要手段。但是由于石油化工泵在设计的过程中为了型号统一等需要,导致不少机泵并没有真正发挥其应有的工作效能,“杀鸡用牛刀”的现象时有发生,造成了石油化工泵电能、功效的浪费。因此,本文通过详细介绍石油化工泵的具体应用,探讨石油化工泵的节能技术,真正做到节能减排,合理应用。 一、我国石油资源的现状以及石油化工泵节能的根本原因 随着工业化进程的不断加快,我国“十一五”科学技术发展规划中明确提出了“突破节能关键技术,实现降低国内生产总值能耗”的战略目标。石油是一个国家重要的战略资源,也是人民日常生活中必不可少的能量资源。 但是我国石油等能量资源依靠国外进口的程度已经高达百分之四十七,不仅严重影响到了我国能源的安全,而且对于全面落实产业结构调整,节约资源,大力发展循环经济的基本国策提出了挑战。 作为石油化工等领域必不可少的基础设备,机泵的节能技术的先进与否已经严重影响到了石油化工等能源的开发和成本结算。由于常年为了适应生产弹性的要求,石油化工企业大多数的机泵经常会出现“杀鸡用牛刀”,“小马拉大车”的情况。导致不少机泵的工业效能没有得到合理的配制和发挥,经常造成不必要的浪费。因此,加大力度探讨石油化工泵的节能技术啊,已经成为我们发展石油化工等重工业的必然趋势。 二、石油化工泵的节能技术 1、输送泵过剩扬程控制技术 为了适应生产操作的弹性要求和真正做到节能减排,维护数据质量的良好局面,加大能源统计分析力度,严格按照有关的技术指标的规定,积极的收集、整理、上报相关数据,增强技术指标统计工作的指导作用。方便更加深入的进行耗能原因的分析以及探讨石油化工泵的节能技术的结构原理,切实做到节能减排,提高能效的根本目标。 输送泵过剩扬程控制技术的关键是做到出口节流、进口节流、旁路调节以及根据具体情况,具体分析和实施是否需要切割叶轮外径,减少叶轮数量、更换叶轮大小。 首先,由于应用输送泵过剩扬程控制技术不适于调节要求太大的机泵,特别是具有陡降扬程性能曲线的机泵。所以出口节流成为机泵最常见、最简单的调节方法。通过关小出口阀的方式来增加管线系统损失,减少工作流量。但是阀门的开度一般不能够小于百分之五十,否则将会出现泵过大的情况。 其次,尽量避免进口节流比出口节流扬程少的情况发生,因为这种情况极有可能引起输送泵过剩扬程控制技术、抽空,会随时损坏机泵的轴承。因此,我们通常采用的方式是,利用对串联运行的第二台机泵的进口,吸入压力较大的裕量。这样不仅能够避免多级泵因为轴力的突然改变而引起的零部件的损坏,更能够节省能源,发挥机泵的最大效益。 除此之外,我们还可以通过旁路调节,即在机泵的出口管线旁设立另外一条管线,使部分液体返回泵的进口或者吸液罐。这样就可以保障实际泵送量比需要量大,不至于出现因为低于最小流量而产生的液体过热、气蚀和震动。 除了上述的几个基本方法以外,我们还可以通过根据流量或者扬程超过需要量的3%——5%时,切割叶轮外径,降低其流量。但是值得强调的一点是,叶轮切割时候,一定要注意叶轮是否是原型叶轮,如果之前因为某种原因,已经对叶轮进行了切割,那么再次进行切割时一定要注意切割量的掌握情况。避免叶轮外径和导叶内经间隙过大的情况发生;多级泵不能在进口处拆除叶轮,否则会出现因为阻力增加而导致的气蚀现象。因此在多级泵的流量或者压力调节较大的情况发生时,可以在排除端减少叶轮的数量并加定距套,保证机泵的正常运转。 2、变频调速节能技术在石油化工泵中的应用 随着科学技术的进步, 通过应用变频调速节能技术,我们可以更好的控制风机、泵类的负载量,进而达到节能减排的目标,换句话来讲,变频调速节能技术已经成为各个行业发展循环经济的重要举措,因此,变频调速节能技术在石油、化工等多个领域得到了最广泛的应用。 首先,变频调速节能技术在化肥装置渣油进料泵中的应用。以A-GA101渣油进料泵为例,该设备是将减压渣油原料输送到汽化炉,并合成氨装置的重要设备。该系统的工作原理是通过采用控制出口阀门的方法进行控制,即利用差压变送器检测系统的流量信号送至PID调节器,并通过PID调节器来控制出口调节阀的开度和输出控制信号,从而保持机泵流量的稳定。通过变频调速节能技术在石油化工泵中的应用,我们不仅解决了源系统中节流量较大、浪费大量电能、控制度低、电机噪声较大的问题,而且由于变频技术的改造,机泵投入运行之后,操作工艺控制的更加平稳,变频器的调节程度更加精准,不仅使系统控制的精准度达到了优化标准,而且节约了渣油进料泵的电源能量。 其次,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术。在平时的生产环节中,尾矿泵是安全生产的重要组成部分,尾矿泵一般都是流水连续作业,在实际的生产过程中,尾矿系统的耗电量一般会比较大,因此,积极实践渣浆泵的多段调速变频技术是提高尾矿泵运行效率,实现自动化的重要保障。例如,某公司在利用花费装置检修的时候,针对3台渣油进料泵进行了变频优化节能改造。在经过调速变频技术之后,工艺控制水平逐步平稳,系统控制精准度也大幅度提高,不仅减少了以前机泵控制系统的有关滞后现象,更使得机泵的运行压力日趋平稳,工艺运行指标也得到了优化。
企业技术管理论文:石油化工企业的安全技术管理 引言 基于石油化工产品大部分具有危险性,导致石油化工行业通常具有相当高的危险系数。而在实际的生产操作之中,一旦发生操作不当或者是安全管理的工作还不够完善,往往容易造成安全事故的发生,这样不但会对企业造成非常严重的经济损失,阻碍企业的正常运转,同时还会产生极为恶劣的社会舆论影响。所以,石油化工企业一定要将安全管理的工作落实到实处,根据实际情况对于管理方面的不足之处进行积极的改进以及完善,从而为中国石油化工企业的稳步发展打下良好的基础。 1中国石油化工企业在安全管理方面存在的不足 1.1对于安全管理的认识不足 中国石油化工企业在安全管理方面存在问题的其中一个主要原因就是对于安全管理认识的不足。当前阶段,大部分跨国石油化工企业或者是中外合资的企业在安全管理方面的水平都非常高,所应用的安全生产技术也是十分的先进,在人员管理以及设备管理的工作上都完成的非常出色,极大的降低了事故危害的产生[1]。但从一些生产规模相对较小的少数化工企业来看,由于企业自身的管理工作者的能力还有待提高,对于安全管理的认识还不够透彻,导致这些企业只有简单的安全管理模式,只一味的追求高生产、高效益,从而大大的增长了企业生产中的安全隐患,致使安全事故时有发生。 1.2在安全管理方面投入力度不够 在企业实际生产的整个过程之中,由于在安全管理工作上的投入力度不够,安全管理人员自身的配置也严重不足,安全管理制度不能产生实际的效用;安全设备以及警示标志的短缺,从而导致了企业不能有效的遏制灾害的发生,降低了企业的安全系数。 1.3工作人员的素质不高 当前中国还有少部分化工企业的相关工作人员在自身素质方面存在一定的不足,这也是致使安全事故产生的一个根本原因。特别是在一些小型的乡镇级石油化工企业,个别员工在实际生产操作的技能方面并不熟练,难以达到安全生产的管理要求,对于生产之中出现的问题不能冷静地作出判断,从而导致了事故的产生。与此同时相关的安全管理工作人员也有其不足之处,某些安全管理方面的工作人员并没有受到过有效的培训学习,对于法律认识不够,在实际进行安全管理的相关工作时,没有将正确的安全管理制度作为根本依据,许多生产之中的隐患不能得到有效的规避以及消除,从而造成严重的事故。 2石油化工企业在安全管理方面进行改进的有关建议 2.1健全相关的安全管理机构 石油化工企业相关的安全管理机构分为三个主要部门,分别为决策机构、职能部门以及管理部门。其中决策机构也就是安全生产委员会,身为企业安全管理工作的至高机构,其需要负责企业的卫生环保、生产安全以及技术改造等相关事宜,拟定有关的目标并实际指导相关的企业职能部门切实实施。而职能部门就是负责落实企业安全生产委员会的一切事务,制定相关的企业安全生产管理制度并且加以督促以及实施。至于管理部门以及企业车间的安全管理人员是负责企业安全的有关管理和监督的工作,是能够保证企业进行安全生产的重要因素。 2.2构建一个科学合理的安全管理方式 高效、合理的安全管理模式是所有石油化工企业得以稳定生产的基础。石油化工企业的相关管理工作应该由传统的事故管理模式渐渐向现代化的工业隐患管理模式转变,对于石油化工企业的安全管理应该将被动防御变成主动排除,从而在最大程度上适应现代化安全管理的相关要求。只有这样中国石油化工企业才能在未来的发展形势之中切实保证企业的安全。 2.3有关安全管理措施实际应用 第一点,增强危险辨识的能力即有效辨别系统危险的能力。对于危险的感知以及辨识就是了解危险的过程,在为系统控制提供切实有效的信息的时候,同时也提供了对于危险的评价根据。通过查找在管理方面的不足之处,全面的进行企业安全状况的分析与判断,为了管理部门的工作提供了有力的依据,从而有效的建立起一个动态的约束机制。第二点,对于目标进行管理。这样做能够按照目标的实际变化情况,在最快的时间之内发现问题并且给予相应的处理。第三点,标准化作业的切实开展。标准化作业指的是经过对作业系统进行一定的调查,对目前实施的作业过程分析并深入研究。在保证安全的基础之上,结合工人生产作业的工作经验,对于多人作业实行统一的指挥工作,在最大程度上帮助并且辅助企业的生产以及对于质量的需求,从而在最大程度上达到高效和安全的目的,完成标准化作业的开展。第四点,完善安全检查以及对于安全隐患的排除。企业的相关安全检查工作有专业、抽样、巡回以及例行检查等四种模式。这些检查对于危险源的产生以及发展的掌握具有非常关键的作用,实时掌握有关人员以及设备的相关状态,在最快的时间内察觉到隐患的存在,提供动态隐患需要解决并完善的信息,同时提供安全决策所需要的客观根据。第五点,对于事故资源进行合理有效的开发。事故的产生使得企业遭受非常严重的损失,这些损失损害了企业的效益,对于企业的未来发展进步产生了巨大的阻碍。如果企业能够用积极的态度全力完善企业的安全状况,应用现代先进的科技手段,对于事故的原因以及影响范围进行深入的研究分析,将事故资源的可利用部分进行合理高效的开发,尽最大的努力探索系统功能的不同运用方式,从而使得消极事故逐渐变成具有积极安全指导作用的例子,提高企业的整体安全管理水平[2]。 2.4创建一个完善的安全管理信息系统 传统的安全管理手段具有被动的特征所以很难达到现代化石油化工企业对于主动排除危险的需求,所以有必要建立一个适合中国现代化企业安全管理信息的系统。伴随着社会计算机信息技术的不断发展与进步,将数学方法与计算机技术结合在一起创建一个完善的石油化工企业方面的安全信息系统,是能够切实实现安全管理的有效途径[3]。安全管理信息系统可以将数据分类并进行大量数据统计,为安全管理的相关部门作出非常全面以及详细的数据报告,同时对于这些数据也能够经过系统之中的数据库以及数学预测模型进行相关的处理以及分析,并且还能够对于安全管理部门在安全形势方面的分析工作作出一定的辅助,帮助其察觉出工作之中存在的不足以及问题,从而将中国石油化工企业从传统的、相对静态的安全信息管理系统改变成高效的、科学的以及动态的安全信息管理系统。 3结语 石油化工企业在安全管理方面的工作,对于中国整个石油化工行业的发展都有着非常重要的作用以及意义,在实际的运转过程之中,石油化工企业有必要强化对于管理团队的筛选与创建,大力完善相关的管理制度,提升生产工作人员对于生产安全方面的认识,及时察觉到生产过程之中存在的危险与隐患并对其进行妥善、合理的处理,最大限度地杜绝安全事故的产生,从而促进中国石油化工行业稳定与健康的发展。 作者:付饶 单位:抚顺职业技术学院 企业技术管理论文:现代煤化工企业技术管理的特殊性 0引言现代煤化工属于高技术、高投资、高回报同时也是高风险的新兴产业。技术工作是现代煤化工项目的龙头,在一定程度上决定了项目的成败、影响到企业的发展。大唐克旗及新疆庆华煤制气项目是我国首批获得国家核准的现代煤化工示范项目。大唐克旗煤制气项目2009-07首获国家发改委核准并开工兴建,2013-07一期工程竣工投产。新疆庆华煤制气项目2012-07获得国家发改委核准,2013-08一期工程竣工投产。另外,新疆广汇煤化工项目于2013-01建成投产。但3个煤化工项目在投产运行数月之内先后出现气化炉内部腐蚀、内夹套层减薄的现象,不得不停产检修,造成了巨额的经济损失,部分企业甚至出现了工亡事故。事故发生后,在质疑、争论之余,煤化工的相关技术工作得到了高度重视,技术工作和技术人才队伍的建设在企业管理中的重要性日益凸显。 1现代煤化工企业的技术工作地位突出 1.1煤化工企业性质决定了技术工作的重要性 现代煤化工是以技术为主导,以一体化、大型化、园区化、循环化为特征的资金、技术、资源密集型企业。其投资动辄数十亿元,甚至数百亿元,引进了国内外大量高新技术,吸引了大量专业技术人才,形成了煤化工项目复杂的工艺技术流程以及大型化、集成化的生产设备、辅助设施。设备装置的高度集成、工艺技术的高度耦合,对技术工作提出了极高的要求。煤化工项目选用什么样的工艺技术,采用什么样的工艺流程以及每个生产装置的技术细节都是技术工作的范畴,并在很大程度上影响了煤化工企业的投资方向、资金用量以及资源的聚集方式。因此,构建一支专业齐全、素质过硬、数量保证的专业人才队伍,积极开展煤化工技术工作,对于现代煤化工企业是极其重要的。 1.2企业管理内涵决定了技术工作的重要性 煤化工属于高危行业,存在高温高压、易燃易爆、有毒有害等风险。鉴于煤化工特殊的行业特色,现代煤化工企业的管理工作内容要比一般企业更为丰富,标准要比一般企业更为严苛,技术管理工作在日常管理工作中的地位也更加突出。以煤制天然气企业为例,项目在开展可行性研究、总体设计、工艺包引进、基础设计、详细设计等各阶段工作中充斥着大量的技术工作。各项技术工作的深度、广度和各环节的协调程度,影响项目建设进度、工程投资、工程质量以及项目投产后的日常运营管理。但一些大型煤化工项目业主和设计单位重速度轻质量,不顾设计规律,拼命索要设计图纸,压缩设计时间,甚至采取“边设计、边施工、边修改”的做法,导致项目建设中不断变更设计,建成后麻烦不断。因此,要做好企业的日常管理工作,首要是尊重技术工作规律,以良好、扎实的技术工作为基础,进一步规范企业管理,杜绝系统无计划停车,实现经营的连续稳定。 1.3企业的生产运营决定了技术工作的重要性 现代煤化工企业日常生产运营的目标是安全、稳定、长周期、满负荷、优质运行。就是要求场内外主体生产装置、公用工程、辅助设施以及其他相关的配套工程能够形成一个完整的系统的生态链。各个环节有效衔接,协调运转自如,信息流转顺畅,发现问题能够及时有效地解决。要实现上述运营目标,离不开强有力的技术支撑,需要建立一支有丰富煤化工企业运营经验的技术团队,渗透到企业生产运营的各个环节,加强技术攻坚,及时发现和高效解决现场的各类技术故障。 1.4技术工作复杂性决定了技术工作的重要性 现代煤化工技术的成熟度应当以其使用的普及程度来确定。目前除了美国、南非以及前民主德国外,现代煤化工项目在其他国家尚没有实现规模化量产。大唐克旗煤制天然气项目仅开车运行1个月后就发生故障,不得不停产检修,恰恰证明煤制天然气技术看似成熟,实则还有部分问题尚未解决或在实践中尚未体现。单个系统、单个装置在中试时可能是正常的,而一旦工业化放大后就可能出现很多不确定因素;单个系统、单个装置在独立运行时可能是正常的,可一旦融入整个生产系统就可能出现各种各样的问题。这说明现代煤化工技术是极为复杂的,不能轻言成熟。目前,现代煤化工项目,离规模化量产还有一定的距离。但社会对现代煤化工的期望值很高。技术工作的复杂性,凸显了技术工作的重要性,要求煤化工企业从一开始就要考虑未来项目的经济运行环境,考虑项目的安全、稳定、长周期、满负荷、优质运行。 1.5项目肩负的示范任务决定了技术工作的重要性 当前,许多现代煤化工项目从政府批复项目“路条”起,就担负着许多示范任务。这些是国家下达的硬指标,必须要完成。示范任务本身具有探索性、开拓性,需要通过部分项目先行先试,了解相关指标后才能进一步推广,实现规模化、产业化。通过技术攻关,完成示范任务,推动某一产业逐步成熟,有利于避免盲目投资造成的巨额经济损失,有利于引导产业健康发展。这对技术工作提出了很高的要求。不过从煤化工企业的建设运营实践工作来看,部分企业的化工专家话语权不够。在上层的决策中,专家的声音无法传递到决策层中,出现了外行管理内行、重大技术问题决策不征求化工专家意见的现象,甚至有部分企业认为以前搞煤炭、搞电力的一样可以搞好煤化工,导致部分项目设计不合理,不能实现满负荷运转以及项目决策失误。煤化工企业发展实践证明,在项目决策中需要尊重技术人员的意见,在顶层设计、制度安排、体制机制、业务流程等方面保障化工专家的话语权。 2现代煤化工企业技术工作标准 当前,煤化工产业借力煤炭价格下降、煤炭企业延伸产业链和转型发展的需求,已经进入深度调整期和发展酝酿期。现代煤化工产业将快速发展,对技术工作提出了很高的要求,主要体现在以下几个方面:①可靠性。就是要求技术人员全程参与项目前期、建设期、联动试车以及竣工后的生产运营,熟悉生产工艺,处理技术难题,确保尽快打通生产工艺流程,尽快产出合格产品,实现满负荷运转。可靠性是对技术工作的最基本要求。②合理性。是指工艺技术方面的合理,就是要求在选取什么样的工艺技术、选用国内的还是国外的工艺技术、考虑工艺装置的设计能力等过程中进行充分研究论证,提出论证意见,确保在满足生产系统和环保要求的前提下,控制工艺装置裕量和工程造价。③经济性。就是要求在开展总体设计、基础设计和详细设计过程中借鉴在建和建成项目的经验教训,通过对项目工艺技术路线的合理优化,简化工艺流程,控制工程造价,提升装置运行效率,提升企业经济效益。④严谨性[1]。就是要求技术人员,是化工专家能以审慎的态度、科学的精神和严谨的作风开展技术工作,说出来的话、出具的审查意见需要有科学依据作为支撑,不能信口开河、人云亦云,要始终保持战战兢兢、如履薄冰的精神状态解决示范项目推进过程中的技术问题。⑤风险性。就是要求技术人员在开展技术工作过程中,一方面关注项目自身各类技术拼盘相互衔接的技术风险,另一方面关注现代煤化工最新技术进展,关注常规能源和非常规替代能源的勘探开发技术进展,了解煤化工产品的市场需求和国家产业政策走向,掌握示范项目的示范效果,以便及时调整工作思路,降低、规避技术风险[2]。⑥示范性。就是要求技术人员在开展技术攻关时能突出重点,在没有成熟经验可供借鉴的示范任务上,要倾注更多的工作精力,集中更多的工作资源,确保圆满完成示范任务,为国家制定产业政策、确定产业走向、推动产业升级积累可供借鉴推广的先进经验和参考依据。 3推动煤化工企业技术管理的思路 现代煤化工企业技术工作难度大、责任重,从企业高级管理人员、技术人员到基层岗位操作员工,哪一个环节出现问题,都可能造成事故,轻则经济损失,重则人身伤亡、威胁环保,造成巨大的社会影响。就必须要有一个好的工作思路,一套好的制度安排以及一支好的技术团队。 3.1形成一个统筹全局的工作思路 开展技术工作,需要形成宏观的、系统的、战略的、缜密的、逻辑的思维,善于将点滴问题放在系统中去思考。通过制定系统化的解决方案,统揽全局、总体安排、分步实施、逐个攻破,从而解决整体问题。统筹全局的工作思路还要求技术工作不能发现问题才被动地应对问题、解决问题,而要对工作有超前性预判,解决问题于未萌之中。具体到项目建设中,就是要对项目基础设计进行独立自主地、认真细致地审查,不能对设计单位有依赖思想。因为出发点的不同,设计单位承接项目业主单位的设计任务、签订设计合同,所需要做的就是按照既定的输入条件,完成设计任务,提供符合要求的设计产品。 3.2建立一套科学规范的制度安排 一个好的制度体系可以让坏人变好人,让散兵游勇变成技术尖兵团队;一套设计不合理的制度体系,会让好人变坏人,更谈不上团队合作。目前,现代煤化工企业正处于深度调整期和发展酝酿期,有业内专家提出,现代煤化工企业“煤质对路则成,管理对路则顺”[3]。整个产业酝酿一场发展的大风暴。要想在这场发展风暴中扬帆前行,就必须建立一整套科学规范的制度体系,加强对人的管理、对物的管制、对流程的规范、对结果的考核奖惩。当前,部分企业出台了一些基本制度及配套管理办法和操作细则,但总体来说还是亡羊补牢式的管理模式,缝缝补补,缺乏系统性,缺少统筹规划,下一步需在实践中不断完善。具体到煤制天然气项目来说,项目对人才的需求旺盛,但市场上人才不足,部分技术人员是刚从高校毕业的学生,没有经验积累。要使这部分技术人才快速成长起来,必须要坚持会议制度,通过会议互通有无,教学相长;必须坚持安全教育先行,从项目建设期就要开展对员工的安全教育,不能等到试生产以后再开展,应通过长期教育,形成良好的安全习惯;必须坚持从严考核、刚性约束,对不符合企业要求的员工要坚决淘汰;必须不断完善管控体系,随着项目的建设推进,形成一整套技术规范,使员工工作有规范,企业管理有基础,考核奖罚有依据。 3.3打造一支坚强有力的技术团队 企业管理中人最难管理,特别是随着社会的发展,个人主体意识逐渐增强,光靠企业制度、光靠奖励惩罚是行不通的。现代煤化工企业员工文化层次较高,处于不同层面、不同岗位、不同环境的人有不同的需求。作为企业管理者不能够单向思维,简单粗暴地处理工作关系,要转变工作思路,善于关心了解员工,针对员工的不同情况对症下药、灵活处置。在政策允许的范围内,最大程度地满足不同人员的需求。要善于包容、海纳百川,鼓励员工,特别是专家型、领军型人物对技术问题要多发表自己的独到见解,形成敢讲敢说敢负责任的氛围。要建立与基层人员沟通的舆情通道,经常深入基层员工,多与技术人员谈心交流,将基层的问题及时反馈上来。要坚持有为才能有位的人才观,鼓励技术人员在干中学、在学中练、在练中成长进步,在企业形成技术工作的凝聚力、吸引力和号召力。化工行业素有“五年设计、三年建设、一朝投产”之说,这是对化工行业发展规律的科学概括。企业决策层要高度重视技术工作,尊重化工技术工作规律,优选设计单位,严格审核设计资质,严格把关设计质量,严肃追责设计问题,避免在设计上出现差错;同时要定期听取技术工作汇报,了解项目推进过程中的技术难题,通过外委论证等方式调动一切力量解决技术难题,稳慎做好技术工作。 作者:张加春 单位:苏新能源公司 企业技术管理论文:运输企业车辆技术管理问题及对策 一、引言 一直以来,运输企业中车辆技术管理都是一个专业性及系统性较强的工作,主要确保优质、高效、低耗及及时的运输能力,确保车辆的运行安全和使用的良性循环,从而获取最佳社会效益、经济效益及环境效益。但是从现状来看,运输企业的车辆技术管理和时代所需存在一定差距,因此分析技术管理中各种问题为现实所需。 二、车辆技术管理概述 所谓车辆技术管理就是处理道路运输的事情,也就是从选购一直到报废整个过程。从广义的角度来看,也就是对车辆进行规划、选配、检测、改装、维护、更新和报废整个过程进行综合性管理。其中属于前期管理的是车辆规划,选配、新车接收;而中期管理属于使用车辆、检测、维护剂修理等;后期管理属于车辆的改装、更新、改造及报废等。在整个过程中车辆技术装备、车辆技术档案、车辆技术状况等级的鉴定等各种管理均属于车辆技术管理范畴。车辆技术管理主要目的是确保运输的安全性、优质性、高效、及时、低耗及舒适度,确保车辆在使用过程中进行良性循环、保障车辆的运行安全,确保车辆更好运输生产及为人们的生活服务。 三、运输企业的车辆技术管理问题以及对策探究 1.技术管理问题。 虽然运输企业中车辆技术管理得到了一定改善,但是依然还存在各种问题,主要体现在如下几个方面: 1.1领导不太重视维修工作;在市场经济体制的影响下,一些企业领导一味追求企业经济效益,根本不重视营运车辆的维护工作,不重视车辆技术的管理工作,不重视教育驾乘人员对车辆的日常维护,导致一些驾乘人员对车辆根本不进行日常维护,甚至一些人还不了解车辆维护中基本要求与主要的作业项目,连基本的清洁,紧固及润滑都不做,致使车辆的技术状况降低,在行驶过程及时发生故障,存在交通事故隐患,危及人们的生命安全。 1.2维护车辆的意识较为淡薄;从运输企业来看,现在存在一个普遍现象就是重使用轻维护。为了节约成本,大多是等车辆出现了问题后才去维修,以修理替代维护。尤其是现在许多运输企业在经营墨模式上都采用多样化,企业内部的车辆也是承包或租赁给经营个人,企业对车辆日常管理不到位,加上承包者一味注重经济效益,并且在认识车辆管理,使用维护及修理等各方面差异性大,根本没有全面了解相关管理规定,乃至一无所知,难以落到实处,从而影响了车辆的正常维护。 1.3没有严格执行二级维护作业;事实上,运输管理部门详细规定了车辆二级维护项目,对每个项目具体内容及技术要求都做了要求,而维修企业在维护过程中必须要按照项目严格实施。但是许多维护厂的基础管理不到位,员工整体服务意识比较差,检修维修设备落后,根本无法落实三检制度,也无法严格执行维修标准,致使车辆维护中出现漏项、缺项、敷衍及应付等各种现象,根本无法满足作业规范要求。 1.4维修人员素质不高;随着车辆不断增多,车辆上广泛应用新技术新产品,特别是电子技术更为普遍,因此需要维护人员具有较高素质,但是运输企业内部维修人员逐渐老龄化,虽然对某车型具有丰富的维修经验,但是无法满足现实所需。加之不重视人才,许多运输企业投入到维修人员培训中是少之又少,导致新增或者储备的维修人才极少。因此维修队伍的维修人员主要是老年人,文化修养与技术素质都不高,也不了解车辆结构与性能,不掌握维修技术,加之缺少必要的诊断和检测设备,即便有相关设备也无法熟练使用,诊断车辆故障上依然还是依靠手摸,眼看及耳听等各种传统方法,所以极难诊断车辆故障的原因,尤其是一些疑难杂症,根本无法确保车辆维修品质。 1.5忽视了车辆技术档案管理:事实上,车辆从购置一直到报废整个技术管理中,应该系统性的记录车辆技术档案,时刻掌握车辆技术状况,正确使用车辆,增强车辆维修的品质。但是一些运输企业不重视建立车辆技术档案,甚至根本没有技术档案,即便有了车辆技术档案,也是应付了事,缺乏车辆检测与维护的记录,甚至一些运输企业为了应付相关部门的检查,所以编写一些检测与维修记录,导致车辆技术档案缺乏了真实性,致使企业无法掌握使用车辆技术状况及维修情况。 2.解决技术管理问题的对策。 从上面的分析情况来看,运输企业车辆技术管理中还存在各种问题,就需要针对运输企业自身特征采取合理的改进措施。 2.1健全有关的法律法规;从法律法规角度来看,和车辆技术管理相关的已经存在一些,但是总体而言缺乏可操作性,细化程度也不高,一旦遇到特殊情况是无法适用。所以要加强车辆技术管理,必须要修改和增加一些法律法规,确保和技术管理相关的法规更具备权威性与系统性,具备可操作性。 2.2构建完善的奖惩机制;在技术管理中应该采用奖惩落实责任制,这种措施是一种比较常用的实施方法。要确保奖惩合理合情、有据可依,就一定要建立科学的考评体系,明确各项经济指标、技术指标的定额及管理所需,及时考核和评比,发挥鼓励与吸取教训作用,这样才能够真正提升相关人员的责任心,提高学习操作技能自觉性。 2.3加大驾驶人员的宣传教育;因为企业的内部经营成份比较复杂,就必须要加大宣传车辆技术管理的相关规定,让相关人员能够充分了解维护车辆的必要性,再通过一些实例教育不按期维护可能造成的一些不良后果。要加大宣传二级维护相关的政策法规的力度,强制进行,年审时要先审验维护情况,如果没有按期进行维护车辆要给予处罚。 2.4加强技术管理教育培训,做好技术方案的管理和记录;随着汽车技术不断发展和进步,汽车维护人员必须要不断学习新的技术,要与时俱进提高相关人员自身素质。当然教育和培训要具备针对性,不同类型的维护人员以及不同层次,所采用内容不相同。车辆档案记载了车辆的基本情况,以及车辆的主要性能、使用运行情况等,这项工作是车辆技术管理中一个重要的管理工作。 四、结语 对于运输企业的车辆技术管理,直接影响着车辆的正常使用和驾乘人员的生命及财产安全,其重要性不言而喻。因此,必须要分析车辆技术管理中存在的各种问题,并有针对性采取改进和完善措施,才能够真正实现车辆技术管理目标,确保车辆正常使用。 作者:牛国锋 单位:太原重工股份有限公司 企业技术管理论文:企业技术管理构建策略 一、企业技术管理过程中存在的问题 1.企业技术管理观念比较落后 企业技术管理理念是影响技术管理效率的重要原因,当前很多企业在发展过程中的技术管理理念还比较陈旧,还有很多企业管理者在管理重点上存在问题,对企业的营销业绩的重视程度太高,对企业的技术管理重视程度不够,没有结合现代化社会的特征,从而使得企业技术管理效率不高,甚至还会导致企业经济发展受到影响的现象。 2.企业管理人员的综合能力水平不高 企业技术管理人员是企业技术管理过程中的主要力量,随着近年来我国的经济水平的不断提升,企业的管理部门开始对传统的工作理念和模式进行改革,企业的管理人员的任务不断加重,给现有的企业技术管理工作带来严重的挑战。当前的市场经济背景下,企业技术管理过程中一个十分严重的问题就是企业技术管理人员本身的综合能力素养水平不高,各种管理理念比较陈旧,在管理过程中对各种先进的技术以及设备的掌握和应用程度不够,对企业的发展状况不够了解,因此使得企业技术管理不够完善。 3.企业技术管理的责任体系不够健全 企业技术管理责任体系不健全是影响企业技术管理工作质量的重要原因,责任体系的建立,是保证企业技术管理工作能够顺利推进的关键举措,企业发展过程中最重要的问题就是技术问题,由于责任体系不健全,一旦出现问题时不能及时找到相应责任人,最终导致企业受到较大的损失,严重时还会导致企业的整体发展受到较大影响。 二、加强企业技术管理构建的策略 1.加强对技术管理业务流程的管理 为了实现对企业生产技术的科学管理,在日常管理过程中应该要对传统的业务流程进行重组,在企业经济管理中可以借鉴国外一些企业的优秀管理经验,对企业负责技术管理工作的员工进行明确的岗位分工,保证企业的日常工作中可以实现科学的企业技术管理,使得员工能够掌握自己所负责的技术,在企业生产过程中发挥重要的作用。在企业的发展过程中,对企业的各种生产技术,企业要提出相应的管理要求和目标,在管理过程中对各种问题进行有效地解决,使得企业技术可以不断更新,为企业发展服务。 2.加强企业技术管理体系的构建 首先,要建立完善的技术管理体系。在企业技术管理过程中,要建立竖向与横向的管理体系,对于竖向而言,要建立自上而下的领导管理体系,对于企业技术管理过程中的各项任务进行有效地传递,从而使得企业技术管理水平得到提升。在企业的技术管理过程中,应该要建立一个比较明确的横向管理体系,横向管理体系主要是针对一个部门的员工而产生的,在企业的管理部门的建立过程中,应该要积极加强部门领导者与部门员工之间的有效沟通,使得员工的诉求能够得到满足,员工在日常工作中的积极性能够得到有效的提升。其次,要加强企业技术管理组织的构建。在企业技术管理过程中,应该要积极加强技术管理组织的构建,对企业技术管理过程中的人员进行有效地配备,形成一种完善的管理网络,比如企业的技术管理组织要包含企业的技术生产人员、企业的技术管理人员、企业技术责任人等,对不同的人员进行责任分工,使得企业经济发展过程中的各个环节都能得到有效的管理和控制,实行有条不紊的管理,提高管理水平。 3.加强企业技术管理人员的水平的提升 在企业技术管理工作的发展过程中,技术管理人员是企业管理工作的核心,管理人员是对企业人力资源进行管理的一个基本要素,他们的综合能力水平在一定程度上对员工的积极性的调动有很大关系,在企业的发展过程中,管理人员需要具备专业的素质与能力,尤其是在企业技术管理过程中,要不断提高管理信息化水平,在具体的工作中,应该要加强技术管理人员的综合能力水平的培养,使得企业管理人员能够在日常工作过程中积极应用各种现代化技术开展企业生产与建设,比如要对技术管理人员的技术水平进行考核,确保其掌握各种生产技术的基本要义和操作规则,另外要对他们的责任态度进行考核,确保技术管理人员能够积极应对管理过程中的各种问题,一旦出现任何突发状况,可以及时采取相应的应对措施进行应对,具备一定的应变能力。促进复合型人才队伍的充实以及完善,是企业发展过程中的一个重要途径。 4.加强企业技术管理责任体系制度的改革 在企业的技术管理过程中,责任体系的建立是一个十分重要的部分,应该要在新的市场经济环境中,建立严密的责任体系制度,将企业技术管理的责任落到具体的员工身上,对员工在进行技术生产过程中的问题进行及时监控,并且要采取相应的措施进行解决,以提高企业的生产能力。 三、结语 随着我国经济的快速发展,加强企业技术管理成为当前企业经济发展过程中的一个重要方面。在企业技术管理过程中还存在一些问题,比如管理制度有缺陷、技术管理责任体系不够健全等,这些都会导致企业技术管理受到一定阻碍。因此,在未来的发展过程中,为了不断提高企业的生产水平,需要对企业技术管理模式进行调整,采取正确的措施对企业技术管理过程中存在的问题进行有效地解决,为企业带来更大的活力,促进企业经济可持续发展。 作者:朱善容 单位:惠东县技术创新推广中心 企业技术管理论文:油田施工企业技术管理论文 1、强化主任工程师的技术指挥作用 工程质量目标的控制与管理工程质量目标的控制管理是以工程合同文件的质量条款为准则的。工程质量主要表现在材质、施工工艺及维护保养等多方面。在对重要单项工程或采用新工艺、新技术设计的单项工程,施工时应按要求成立攻关(QC)小组,及时解决施工中的技术难题,保证工程质量。当工程质量与企业(项目)利益发生冲突时,主任工程师有责任寻找解决问题的途径,服从于“质量第一”的原则。原材料、成品材料及半成品材料进场应严格实行质量控制。施工中因管理失误造成的工程质量问题应认真处理对待。工程进度管理主任工程师必须按照规定的进度目标,全面执行施工进度计划。针对某些工作的实际进度,及时调整好后续工作的进度计划安排;随时注杨祝伟大庆油田工程建设有限公司安装公司黑龙江大庆163000意单项工程形象进度以及施工能力、设备、材料供应情况。对有分包的工程项目,应注意协调各方有工序衔接关系的工作面的施工,并要求各方有关人员做好交接等有效记录,不能影响整体工期目标。工程成本的管理工程项目要在质量、工期上满足要求的前提下,降低工程成本。主任工程师要经常注意材料检查,工程上各道工序自检,新技术、新工艺推广应用情况以及对工程成本有影响的技术管理。 2、工程技术管理工作 目前油田施工企业通常是在项目上或工程处设主任工程师,受企业总工领导,在主任工程师下设施工技术组,在施工技术组内设置若干工程技术管理岗位,分别掌管不同的工程项目,同时负责施工现场的组织协调工作。 2.1技术组的主要职责 2.1.1负责贯彻执行国家和上级部门颁发的有关技术法规、技术标准、规范、规程及有关制度;负责编制本单位技术发展规划、计划,并组织实施; 2.1.2负责组织本单位工程技术人员进行施工图会审;编制单位工程的施工组织设计(方案)和重要的技术安全措施; 2.1.3负责对本单位施工项目的技术管理工作进行监督检查和指导,组织处理施工现场检查存在的技术问题; 2.1.4按工程进展情况及时组织项目工程技术资料编制、竣工资料组卷归档工作。负责组织技术人员撰写技术论文、工法。 2.2加强工程技术管理队伍的建设 要求工程技术人员要有较高的素质,做到一专多能,既要有较全面的专业知识,又要能掌握几种技能,做到动手做内业和动口现场协调管理能力并重。企业要致力于培养和建设一支既懂技术,又懂经济,理论同实践相结合,且具有奉献精神的工程技术管理队伍,形成集体优势,充分发挥技术人员潜能,以适应市场竞争和社会发展的需要。 2.3加强施工技术资料的积累和档案管理 2.3.1对于施工单位,工程竣工资料主要包括:竣工验收文件,施工总结,施工承包合同、投标文件、工程变更设计文件、工程交接证书、竣工决算、施工文件(工程照片、其它施工原始记录),在上述资料中施工文件是施工单位从开工到竣工与工程施工同步的工程资料,是工程施工的真实反映,是竣工资料的基础,也是油田新改建工程及科研工作的主要参考资料。施工单位在资料整理过程中必须做到专人负责,各职能部门分工明确,协调一致,按建设单位编制规定进行整理,逐步形成规范化、制度化。 2.3.2工程建设档案对于油田的管理、规划及开发具有不可估量的作用。 (1)工程建设档案是处理工程项目施工及使用过程中出现的各种问题的原始依据。工程在使用过程中出现的问题,必须借助于工程建设档案来分析原因,判断问题的影响程度。 (2)工程建设档案是衡量一个施工企业资质等级和信誉的依据。每年的企业信誉评价不仅要查看施工企业的技术力量水平和装备水平,更重要的是要看企业往年所承包工程项目及工程质量的等级水平,要取得这些证明材料,只有靠完整的工程档案来提供。 3、结论 油田建设施工企业是技术和劳动比较密集的企业。有丰富的工程建设经验,有一套比较成熟的工程技术管理经验,有一大批从事工程技术管理的人才,在,对企业的生存和发展起到了重要作用。但是,我们又不能不面对现实,在市场经济条件下,计划经济环境中形成的技术管理模式已经不太适应形势的发展,甚至出现削弱工程技术管理组织机构或工程技术管理职权不清、忙乱无序的现象,专业技术人员的团结协作精神、开拓拼搏和艰苦奋斗精神、服务和奉献精神有待提高。工程技术管理仍然是我们面临着的一项重要任务。 作者:杨祝伟 单位:大庆油田工程建设有限公司安装公司 企业技术管理论文:房地产开发企业工程技术管理措施 摘要:房地产开发企业对于施工技术额管理是保证施工过程正常进行和施工质量的有效措施,但是,在当前的工程技术管理过程之中由于种种原因,工程技术管理存在一些不足之处。文章对于开发企业的工程技术管理之中的不足和改进措施进行了介绍。 关键词:开发企业;工程技术管理;有效措施 1当前工程技术管理之中存在的问题 1.1管理人员心态问题 在开发企业的工程技术管理工作之中,许多管理人员对于监理工作存在轻视和马虎的工作现象。实际的管理之中,对与管理工作不重视,往往造成了对于施工管理工作的严重破坏,且由于技术管理属于传统的施工管理之中一种较为少见的管理形式,施工管理人员可能由于自己的技术素质不足,无法投入且高质量的完成工程技术的施工管理。从另一方面来说,由于我国的房地产开发企业缺乏对于施工技术管理的经验,在实际的施工管理之中,往往把这方面的工作归为质量管理一类,两类不同管理工作的混杂会对两种工作的进行都带来很大的影响,造成了施工质量管理和施工技术管理的不协调,影响了施工管理的整体质量。 1.2建筑原材料质量问题 在施工过程之中,施工原材料的质量对建筑的最终完成质量有很大的影响。当前,我国的建筑项目施工之中大都使用钢筋混凝土结构作为建筑的主体结构,钢筋混凝土结构自身的强度高,重量轻,适合于建筑施工。但是,假如建筑材料之中存在问题,钢筋混凝土等材料存在质量问题,在施工之中就会对施工的建筑质量造成较大的影响,因此原材料的质量对于建筑质量有很大的影响。建筑材料除了影响施工质量之外,其对于施工技术和工艺也有很大的影响。在实际的施工过程之中,不仅是施工人员根据技术来选择施工材料,施工材料也对施工技术的使用和选择有很大的影响,材料的不同会造成施工技术方面的要求的变化,进而影响工程技术的监理工作的正常完成,给工程的质量问题带来隐患。 1.3人员管理上存在问题 从技术管理工作的人员要求上来看,企业的技术管理工作需要高素质的管理人才来完成,而在实际的企业技术管理工作之中,管理人员自身的素质良莠不齐,其对于施工技术方面的知识储备也存在不足,人员的自身素质问题严重影响了开发企业的技术管理工作的质量。施工技术的管理重点在对于时间技术的管理,而在施工现场的技术管理一般是区域理论化的评测和判断,不利于提高技术管理工作的质量。 2工程技术管理的有效措施 2.1在企业内部监理技术管理系统 当前我国开发企业的工程技术管理工作之中存在的一大问题就是管理工作不成体系,其给监管工作的高效率实施带来了很大的困难。为提高技术管理工作的质量,首先,企业要对当前的管理体系进行完善和改革,在管理上,将技术管理工作和建筑的质量管理工作分开,根据技术管理工作进行的各类要求和流程,监理完整的技术监管体系;其次,在监理技术管理体系后,要对当前我国的常规施工流程进行分析,按照施工的不同阶段对不同时间段技术监管工作进行划分,使技术管理工作更为全面有效,将技术管理的主要目的落实到实际施工之中,提高施工技术管理的质量和效率。 2.2提升管理水平 技术管理的水平,首先,管理人员要以工程的施工技术要点作为管理的主要依据和基础,并设置与该施工技术相对应的施工管理标准,成立向对应的施工技术管理小组来进行对应的管理,专门化的技术管理工作可以提高管理的质量和效率,推进工程技术的进展,减少技术使用之中的错误。其次,随着我国建筑技术的逐渐发展,技术管理的难度也逐渐增加,给管理工作带来了较大的问题。因此在实际的技术管理工作之中,管理人员一般要求具有较高的工程技术素养,并对工程施工中的一些问题比较了解才能较高质量的完成施工技术的管理工作。这要求企业在进行管理人员的选拔过程中,需进行技术管理人员的培养,从管理人才的培训和教育阶段做起,从施工技术的使用和注意事项开始对管理人员进行专业教育,保证技术管理的高质量完成。最后,施工管理人员由于对于技术管理工作的不重视,其工作的积极性不高,影响了技术管理工作的质量。为了提高管理人员的积极性,开发企业在管理工作的安排过程之中,可以在管理人员之间引入竞争和责任机制,提高管理人员对于工程技术管理的重视程度,推动工程技术管理工作的完善和发展。 2.3技术管理合理分工 建筑项目的施工过程中,施工部门不再只是使用一种施工技术。当前的建筑部门一般会在建筑项目的的建设之中使用多种技术的结合,体现了当前建筑行业的多元化发展趋势。建筑行业的多元化发展提高了建筑项目的建设质量,同时多种技术的协同使用也给房地产开发企业的技术管理工作带来了很大的难题。即便企业的管理人员对于施工中所使用的技术有较高的了解,但是在实际建设之中建设部门往往使用多种不同技术,影响了管理人员的正常判断结果,降低了技术管理的质量。为改善这一缺陷,工程技术管理人员可以在实际的施工技术管理中对于不同技术的监理进行分工,保证割裂工作的良好完成之后,再将几种管理和研究结果进行综合,并得出在建筑建设之中的技术使用的实际情况。管理工作的分工处理既提高了管理工作的进行效率,也避免了由于多种技术的混合使用造成的施工管理方面的困难,减少了管理失误,提高工程技术管理的质量。 3结束语 建筑项目的施工技术管理之中,开发企业需要针对管理机制内外的困难,既有管理人员对于制度和工作的不重视带来的管理工作的质量下降,又有建筑项目技术多元化趋势对技术管理带来的难题。随着技术的逐渐发展,工程技术管理工作的难度也越来越高,假如技术管理工作不过关,很有可能造成最终的建筑质量问题,影响人民的安全生活。开发企业需要增加技术监督与人员培训,通过对两大要素的训练来提高施工技术水平,以此带动我国建筑工程向着更好的方向发展与转型。 作者:路纲 企业技术管理论文:煤矿企业机电技术管理与创新 摘要:煤矿企业机电技术管理与创新能够解决煤矿安全生产技术管理中存在的多种技术难题,积极开展煤矿“机械化换人、自动化减人”科技强安活动,有效提高矿井技术装备水平,大大降低设备事故障率,使机电技术管理工作逐步走向过程精细化,技术标准化,管理层次责任化,人员能力素质化之路,为煤矿企业安全生产稳定开展夯实基础。 关键词:煤矿企业;机电技术;管理;创新 在现代化煤矿安全生产管理中,随着科学技术的发展,煤矿机电设备的机械化、自动化程度也越来越高,对煤矿机电技术精细化管理的要求越来越严格,这要求煤矿机电技术管理与创新提到更重高的水平,直接反映在企业的竞争力,对安全生产和社会效益的质量有直接的影响。 一、科学合理的进行开展矿井机电技术管理与创新工作 煤矿企业机电技术管理与创新能够解决煤矿安全生产技术管理中存在的多种技术难题,积极开展煤矿“机械化换人、自动化减人”科技强安活动,有效提高矿井技术装备水平,大大降低设备事故障率,使机电技术管理工作逐步走向过程精细化,技术标准化,管理层次责任化,人员能力素质化之路,为煤矿企业安全生产稳定开展夯实基础。组建科学合理的机电技术管理组织机构,明确各管理机构工作人员岗位职责,建立团队团结、协调管理制度,做到“各负其责,各履其职”,工作达到高效率、高质量、高标准、高起点,有效利用各种有效人力技术资源。使各项工作统筹安排,协调部署,实现“人人都干事、事事有人管、管理标准化”的干事创业的团队格局。根据矿井采掘年度计划,对新采区的设备选型进行设计计算。合理编制矿井设备大中修管理计划及设备更新改造计划,紧紧围绕矿井装备科学化、自动化、高效化进行组织开展机电技术管理与创新工作,在确保机电设备安全运行的同时,提高矿井市场竞争力,充分发挥企业区域竞争优势。 二、加强现场机电设备更新改造管理,提高技术人员管理素质 设备是采掘现场主要的生产作业工具,需要相应的人员进行维护管理。因此,现场技术管理人员才是煤矿机电技术的基础主体。首先要提高现场管理人员的业务知识和专业技能,增强管理人员的服务意识、创新意识,以保障煤矿生产的安全高效。根据矿井设备更新改造计划,对现场一些效率低、故障率高的老旧设备进行更新改造,使其装备性能符合现代化矿井安全生产要求。在对更新改造后的设备正式投入使用之前,要反复进行充分调试,达到安全高效技术要求,实现设备安全运转。对矿井机电技术管理人员要进行长期、有针对性的培训学习。根据其各自的理论知识的掌握情况和现场处置能力,进行因材施教,分类培训,逐步提高技术人员的专业素质、技能水平及现场处置能力。制定矿井技术比武年度计划,开展技术竞赛活动,鼓励技术人员提升个人的专业技能和业务水平,促进矿井技术人才的储备与培养。 三、逐步实现矿井机电技术管理的标准化和数据化 要建立完善的矿井机电技术管理平台,实现工作考核制度化、现场标准化、管理规范化、信息网络化。建立符合矿井安全生产的机电技术资料档案管理体系,建立主要设备技术数据库,进行专人管理。建立完善矿井计算机辅助管理,及时掌控和查询大型设备历史技术情况和使用动态,建立大型机电设备的技术特征、参数和维护管理台账,随时了解设备的技术状况。利用矿井机电技术管理平台数据库,建立完善主要机电设备技术履历簿,实现矿井机电技术管理的标准化和数据化。 四、制定完善的机电技术管理保证措施 (一)保证措施 1.制定图纸会审、交底制度建立完善的机电技术管理体系,定期开展由机电工程师组织、机电副总工程师主持、主管技术员具体实施落实的图纸会审、图纸交底会,将会审、交底内容形成会议纪要,会议纪要进行存档备案,确保会审交底工作有效的实施落实。2.建立周技术例会制度每周下午召开由机电副总工程师主持的周技术例会,可将一周内的问题统一协商解决部署。3.实行专题讨论会,遇到较大问题时,与施工单位等有关方面一起协商解决。4.机电成本目标:精心管理,挖掘内部潜力,提高功效,提高设备生命使用周期。5.技术措施(1)对入矿的材料、设备,要严格验收,严把质量关,杜绝违规设备、材料入井。(2)抓好人工、材料预算,坚持按定额耗工、耗料,严格控制,杜绝浪费。(3)积极推广新技术、新工艺,提高功效,减少支出。(4)加强现场管理,减少材料消耗。 (二)对机电安装工程要科学合理安排施工工期,减少不必要环节的影响。特制定如下措施: 加强煤矿机电技术与创新管理,能够有效保证机电设备安全正常运行,保证设备选型的科学性、合理性、可靠性。能在矿井机电技术管理工作中,及时发现、解决工作中存在的问题与不足,增强机电技术管理工作的创新意识,切实提高煤矿机电装备水平和设备的机械化、自动化程度,落实煤矿“机械化换人、自动化减人”科技强安活动,实现矿井机电技术管理的标准化和数据化,推动煤矿企业的现代化的发展。 作者:闵凡生 张丽 张华东 企业技术管理论文:供电企业配电线路检修技术管理研究 [摘要]供电企业配电线路状态检修技术管理变得越来越有必要,本文从状态检修的优越性和具体实施配电线路状态检修的科学基础两个层面,综合研究分析了在供电企业配电线路状态检修中的各种因素,并在文中提出了关于线路检修作业危险点的一些技术方法。 [关键词]检修技术;供电企业;管理 1检修技术管理 1.1检修技术管理的必要性 供电企业配电线路在电力系统与电力用户之间起到了非常重要的作用,也是必须严格管理,减少和避免出现问题的重要环节,在配电线路运行的过程中,其环境和故障原因都相当复杂,只有从最开始就抓好预防,做好配电线路故障的预防措施和工作,才能在问题出现后妥善解决。供电企业配电线路的安全运行是一项长远的、非常重要的工作,只有理论结合实践,在实践中不断进行研究和分析,不断提高故障应对能力,才能保障电力用户安全用电。另外,科技也在飞速进步,现代供电企业在配电线路中开始采用入地电缆的工作方法,而这种模式更为强调配电线路的状态检修,这不仅关系着安全生产,还有利于降低检修开支,通过优化配电线路状态检修技术,达到提高设备利用率以及增加企业自身效益的目的,且在电力企业人才培养中可以起到有益作用。 1.2检修技术管理有助于提升员工素质 供电企业配电线路状态检修技术涉及技术和思想的进步与改变,只有通过专业的科学技术知识完善管理体制,进一步做好规章制度以及技术要求,才能让传统的配电线路状态检修技术跟上时代的脚步。而员工的个人素质在配电线路状态检修中又起到相当重要的作用,状态检修和纯计划检修,对员工素质需求的不同之处在于对员工知识面和素质的要求有所不同,状态检修对这方面的要求更高一些,其不但要求员工具有丰富的专业知识、独立的判断能力,还需要员工具有很强的执行力与事故处理能力,只有综合性的技术人才才符合供电企业配电线路状态检修的需求。通过合理的使用人才,有助于提高效益,降低经济损失。要想做好供电企业配电线路状态检修技术管理,供电企业在提高员工素质的同时,还要做好优秀员工的发掘与培养工作,检修工作在很大程度上受到参与检修工作人员的影响,只有在培育优秀员工方面做到位,同时培养好优秀员工,提升所有员工的素质素养,才有助于配电线路状态检修工作顺利进行。 1.3检修技术管理有助于掌握线路的初始状态 要格外注意对线路运行状态的统计和研究分析。经过对各种情况,如气候和负荷等条件下的运行状态进行分析、发生事故时的具体情况进行分析,及时发现和预防各类故障和隐患,有效降低故障的发生率,才能保证配电线路安全稳定的工作。 1.4在检修技术管理中采用有效的检测技术 在进行配电线路状态检测的工作过程中,要充分利用新技术,虽然现在已有的检测技术并不成熟和完善,不能满足所有的检测需求,但可以利用一些较为成熟的技术和设备,如离线监测装置、红外测温技术以及变压器接地电阻带电测试等技术,在采用新技术的同时,工作人员还要结合感官等比较传统的方式方法,对配电线路的状态进行分析,在技术与经验结合的同时,分析得出配电线路的状态,对隐患进行处理,确保配电线路与系统安全运行。通过利用技术手段得到准确数据以后,再利用科学合理的方式方法把以往数据和现有数据进行比对,进而在差异中找到可能发生的隐患,随时发现设备的故障与存在的隐患,然后有针对性的采取措施进行处理,保证系统安全。 2检修技术管理的影响因素 2.1员工思想 供电企业配电线路状态检测技术管理是一种专业、科学的管理方法,只有从思想认识上进行突破和改变,接受和学习新的检修技术,走出纯计划检修的模式,才能不断提升员工的综合素质和技术水平,更好地适应时展的脚步,懂得如何在实际生活中使用配电线路状态检测技术。 2.2专业知识 目前,供电企业在管理中必须逐步加大对员工专业知识的要求,使员工对状态检测的科学逻辑性等各种知识熟练掌握,不断在实际操作中运用、寻找配电线路状态的规律。 2.3技术水平 在供电企业配电线路状态检测技术管理中,要强调技术的重要性,必须使技术水平跟上发展的脚步,让员工掌握先进的技术,才能有效进行工作。 3线路状态检修 供电企业配电线路状态检修,一要做好检修方案,二要做好班组任务会,三要做好具体检修工作。在制订检修方案前,工作负责人以及工作票据签发人必须进入一线现场,深入了解工作的具体环境和目标,从而准确确定工作任务和危险点,通过研究和不断分析总结,制订出符合现场要求的方案和工作方法,在方案具体执行过程中,还要找出危险点及其控制方案的措施,并在实际工作中对方案进行不断的补充与完善。在工作开始前,供电企业召开班组任务会议也是非常重要的前期工作,工作负责人在会上要对所有员工详细介绍和讲解所要执行的检修方案、方法,对有疑点和有争议的部分,当场由所有人共同讨论和研究,通过这个会议,让工作人员掌握所要进行的工作,制订工作计划和目标。在配电线路状态检修的过程中,供电企业必须把好检修关,首先要确保工作的安全性,其次要保证工作达到检修方案的要求,完成提前制订的目标。在工作实施过程中,可以通过现场巡视和定点检查等方式,保证危险点控制措施确实有效的完成。工作负责人也要不断对现场进行监督和检查,对现场的进度和具体情况做到心中有底、心中有数。在配电线路状态检修过程中还要严格按照工作流程与制度进行操作,如必须在工作票据上注明各种需要注意的操作等。此外,还要把控好小现场工作的安全问题,不要因为工作人数少,工作过程简单就忽视安全问题。 4检修技术管理的有效措施 4.1执行与落实 要保证供电企业配电线路状态检修技术管理优化,重在检修计划的前期安排与部署,更为关键的是计划的执行与落实。相关人员要从宏观的角度统一进行任务安排,掌握好供电企业配电线路检修管理的整体布局,把检修工作计划分为整体计划与机动计划,并逐步执行、落实。在工作过程中,加大对检修任务的全面管理,并提高和增强对突发情况和事件的应对能力,在处理突发情况时要认真应对,全面分析,让检修工作专业化、细致化,强调专业的技术规范,把配电线路状态检修工作的安全性与稳定性放在第一位,要切实有效、安全无误、经济高效的处理好突发事件,通过提前制订详尽的计划避免事故,在事故发生时也要通过专业手段,降低损失,保证安全,尽快修复。 4.2技术与设备管理 要做好供电企业配电线路状态检修的工作,相关人员还要从技术和采用的设备两方面加强管理工作。在工作过程中,准确、严格地按照相关技术标准进行操作,在管理工作中,把状态检修工作责任到人,明确技术管理责任与制度,逐步建成一种拥有具体的、可执行的固定流程模式,让整个配电线路状态检修工作有章可循,全面有序。除了要严格技术标准外,相关人员还要对采用的其他设备进行严格管理,对设备的采用以及使用情况,如维修、维护等各种情况及时进行了解、反馈,针对性的建立巡查、检查制度,在设备使用过程中,要严格按照设备使用要求进行使用,将设备的使用流程规范化,并严格按照规范化的使用流程进行操作。在技术与设备管理工作中,这两方面缺一不可,它们是相依相存的关系,只有将相关管理工作做到位,才能在互相配合中实现配电线路状态检修工作目标。 4.3提高检修质量要求 在供电企业配电线路状态检修管理中,相关人员要重视对检修工作的质量管理工作,要不断提高状态检修工作的质量,并及时对检修工作进行监督和抽检,及时跟进检修工作的完成情况,督促检修进度,提高质量要求。在工作过程中,建立详尽的、可靠的质量管理和评估体系,在工作完成后,必须对配电线路状态检修的工作结果进行检查和验收,对工作中出现的问题,要及时修正,对工作人员疏忽或其他个人原因对整个检修工作造成不可挽回的损失,要按照制度予以处罚。另外,相关人员也要对质量评估、检查体系不断进行修正与完善,并逐步建成体系的管理方案、方法。 4.4加强目标管控 在操作悬挂接地线的工作过程中含有一定的危险性,相关人员必须时刻注意保证线路和工作人员的安全,重视安全措施到位,并要求所有参与工作的人员按照工作流程和有关规定进行操作。在工作过程中,相关人员通过安全措施以及防护措施保证安全,降低事故的发生率。在事故发生后,相关人员要及时上报,保护伤者,通过规范的手段避免事态恶化,把损失降到最低。这就要求在工作之前加强对工作目标和安全施工目标的管理,尽可能减少和避免事故发生。 5结语 如今的供电企业配电线路状态检修管理涉及方方面面,因此,加强管理工作非常重要和必要,供电企业只有不断完善管理方式方法,提高工作人员的素质与专业技能,积极应对随时发生的意外情况,才能把配电线路状态检修的管理工作做好。 作者:唐铂滔 单位:国网甘肃省电力公司兰州供电公司 企业技术管理论文:煤化工企业技术管理的特殊性 摘要:当前煤化工行业的特点是高技术和高投入,以及高收益,同时其还包含着新兴产业存在的高风险。随着现代煤化工产业建设,实际工作中的经营管理,使用正式进行的现代化煤化工项目的回顾性分析的操作结合的结果进行分析,融合现代煤化工技术工作的特点以及技术工作标准的地位和技术管理的理念,去对技术管理在现代煤化工产业的特殊性加以明确。现代煤化工的决策者应该高度重视技术管理,对化工技术的工作予以尊重。 关键词:技术管理;现代煤化工;技术工作 1.现代煤化工企业技术工作标准 主要表现在以下几个方面:①可靠性。就是要求参与整个完工后施工前期间,联动试车和生产经营,熟悉生产过程中的工程技术人员,处理技术问题,生产过程中尽早确保产品符合标准,并且快速的运输,以对满负荷的运转加以实现。可靠性属于技术工作中最为根本的一种需要。②适宜的。其主要指的是合理的对相关工艺技术加以使用,其主要的问题是应该选择何种技术,到底是使用我国的还是使用外国的技术,考虑的工艺装置等相关工艺在设计能力上的论证,提出相关意见,以对生产系统的前提以及环境需要加以满足,进行过程的控制单元保证金及工程造价。③经济性。是吸取相关的经验教训,需要在建项目完成后,该项目通过合理的优化技术路线,简化其生产流程,项目成本控制,增强贯彻整体装置的设计,基础设计和详细设计过程中的运营效率,增强经济效益。④风险性。是请技术人员进行相关的技术工作,还有就是对多种技术彼此的项目自身拼盘彼此连接的技术风险加以保障,而还有一个方面就是要着重对现代煤化工产业进行发展,重视传统和最新技术进展非常规能源勘探和替代能源技术的进步发展。 2.促进煤化工企业技术管理的有关思路 2.1建设出成一个稳定全局的工作思路 要想想进行好技术的工作,就应该能够建筑出一个宏观的,具有系统性和战略性的,仔细的逻辑思维,善于对存在的问题进行思考。通过系统的解决方案进行开发,顾全大局,统筹进行安排,分步去实施,分个击破,来对整体问题加以处理。统筹思维的上的工作也需要技术工作的反应来解决问题之前,不能发现问题,并推进工作的预判,在解决这个问题是不是处在萌芽的状态。具体到项目建设,该项目是进行基本设计独立,自信的进行审查,不可以过分的对设计单位进行依赖。因为在出发点上又一些差异,所以设计单位在对项目业主单位的设计任务以及签订设计合同的过程中,主要应该进行的就是参照已经计算好的输入情况,完成相关的设计任务,提供和需要保持相同的设计产品。 2.2建设处一个完善的科学规范的制度安排 一个好的体系可以让坏人真正变成好人,令一些比较散漫的人变成技术的尖兵团队;假如相关的制度体系建设部好,会使让好人最后变为坏人,这也就成不上是团队的合作了。目前我国的煤化的企业的煤质对路就可以变得成功,管理上对路那么一些都会变得顺利。整个产业正在产生着很大的风暴。假如想要在这样的一场发展风暴中不断的去前行,就需要建设出一整套非常合理而且十分规范的制度以及体系,并且强化相关对人和物的管理,并且对对流程加以规范,对相关结果进行一定的考核与奖惩。当前,很多企业已经办法了基础的制度以及有关的配套管理办法还有操作的规范,可是总体来讲还属于亡羊补牢式的管理方式,东拼西凑,没有一个相对系统性以及完善的规划,下一步需要实践上加强完善。要想使得这一些技术人才能够飞速的成长,就应该秉承着会议的制度,运用会议过程中的沟通,彼此提升;还需要坚持安全教育先行的形式,在项目建设的时期就应该对员工予以安全方面的教育,不能够在真正试生产以后才进行工作,应该经过非常久的一段时期的教育,时期形成一种非常好的安全习惯;一定要坚持严格的考核,还有严格的制约,对于一些与员工的业务需求不适宜的情况应该坚决的被淘汰;要积极的对管理与控制系统加以完善,将项目促进的建设,使其构成一整套相对完善的技术规范,令员工在进行工作的时候有规范。 2.3积极的塑造一支非常好的技术团队 人可以说是最不好去进行管理的,尤其是近几年随着社会快速的发展,企业的管理中个体的意识不断的强化,如果只是依赖于企业的制度,奖励处罚自身并不会得到非常好的效果。现代煤化工产业文化层次比较高的工作人员,在不同的层次和岗位以及人面前都有着不同的环境要求。作为企业的管理者不可能是单向的思维,简单暴力的对工作关系进行处理,对观念进行转变,善积极的以关心员工对员工的情况加以认识,灵活的去对其进行处理。在许可的范围中,尽可能大满足不同人士的需求。要学会宽容,真正的做到海纳百川,积极的激励工作人员,尤其是专家,领导式的人物更技术性的问题发表相关见解,形成真正敢言敢为的气氛。建设公众的舆论,与基层工人和技术人员进行深层次的谈话交流。许诺要坚持才能有一点天赋,做鼓励技能学习,在科学,实践成长与培训,技术工作在企业的汇聚力,吸引力并且感染力的形成。 3结语 企业决策层需要注重技术工作,对化工技术的工作加以规则,最好是设计单位,设计资质,对于设计的质量严格的要求,责任重大设计问题予以严格审查的尊重和防止设计的错误;同时要定期通报技术性工作报告,对项目的理解通过分配参数,以促进技术难题,其他方式的过程中,调动力量,对于技术上的难题,稳定严谨的进行相关的技术工作。 作者:黄昊英 闵楠 单位:蒲城清洁能源化工有限责任公司 企业技术管理论文:怎样构建企业技术管理体系 摘要:随着经济的发展,生活水平的提高,人们需求呈现出个性化的趋势。为了满足人们的个性化需求,企业需要构建技术管理体系,以此响应市场需求的变动。为此,本文通过阐述技术管理体系的含义,分析企业技术管理体系的作用过程,同时提出构建技术管理体系的具体措施,为企业持续发展奠定基础。 关键词:技术管理体系;企业管理;持续发展 随着经济的发展和社会的不断进步,现代技术的重要性日益凸显,并且社会对技术的依赖程度与日俱增。对于企业来说,在激烈的市场竞争中,技术成为其获取竞争优势的核心所在。与此相对应,技术管理一方面可以满足技术的管理需求,另一方面可以根据自身的实际情况制定发展战略。所以说,有效的管理技术在一定程度上可以提高企业的市场竞争力。 一、技术管理体系的含义 对于企业来说,在整个管理体系中,技术管理体系作为其中的重要组成部分,通常情况下,主要包括技术管理实施的组织结构、方法、过程、资源等。在激烈的市场竞争中,为了提高自身的技术绩效、实诚竞争力等,企业会组织控制这些管理要素,同时对其进行有效管理,充分发挥这些管理要素的价值。其中,技术管理的组织结构是指为了组织开展技术管理工作,需要设置的机构、部门等,同时明确各级管理人员责权利,进一步确保技术管理工作的顺利展开。方法是指组织开展技术管理工作所用到的流程、办法等,通常情况下,主要包括测量、评价企业绩效的方法。过程是指由输入到输出涉及到的所有环节。资源是指企业组织开展技术管理活动涉及到的人、财、物等。综上所述,所谓技术管理体系就是企业运营管理模式,在这种模式下,企业借助技术资源和有效的组织机构,按照规定的程序和方法,组织企业员工承担相应的技术职责,在一定程度上提高自身的技术竞争力。 二、企业技术管理体系的作用过程 在市场经济环境下,企业组织开展的任何经济活动都是以获取经济利益为目的,同理,技术管理也不例外。对于企业来说,技术管理针对技术组织一系列的活动,其作用过程主要包括以下方面:(1)对技术进行鉴定,(2)对技术进行选择,(3)获取技术,同时对其进行消化吸收,(4)开发和应用技术,(5)对技术实施保护。对于企业来说,在激烈的市场竞争中,借助技术管理活动,对以上方面进行计划、组织、领导、协调和控制,进一步促进企业技术的发展,同时推动技术创新,帮助企业提升市场竞争力。 三、构建技术管理体系的具体措施 对于企业来说,技术管理体系比较复杂,而且涉及的内容比较多,其中,最核心的内容就是技术管理。在技术管理体系中,要素作为最小单位,是组成系统的重要部分,并且各要素之间相互联系、相互影响。因此,企业在构建技术管理体系的过程中,首先需要分析要素,然后分析这些要素组成的子系统,最后才是技术管理体系。1.明确技术管理体系的要素。在技术管理体系中,涉及到的要素比较多,一方面包含计划、组织、领导、协调、控制等管理职能,另一方面还包含技术过程、资源和组织等管理对象。另外,技术管理体系作为一种人工自然系统,通常情况下,还包含不同层次的目标要素。1.1对象。对于企业来说,构建技术管理体系的目的就是实现自身的生存与发展。所以,企业组织开展技术管理活动涉及到的对象,在一定程度上明确了技术管理体系涉及的范围,同时,为技术管理体系运作指明方向。企业在日常经营过程中,技术管理工作涉及的范围比较广,但是其工作重点主要集中在技术活动方面。但是,从实际情况来看,技术管理一方面需要对对技术实施管理,另一方面借助管理活动充分挖掘技术的价值。从某种意义上说,企业技术管理体系涉及的对象主要包括有关技术所有资源、组织等。1.2管理职能。在激烈的市场竞争中,企业为了实现自身的生存与发展,需要在技术方针、技术目标的引导下,通过对技术采取计划、组织、协调、控制等一系列的活动,进而在一定程度上提高技术竞争力,进一步强化市场竞争优势。对于企业来说,这是具体管理理论的实践活动,在某种意义上代表着企业的技术管理方式,通常情况下,这些共同构成技术管理体系的全面管理职能。其中,计划指明了企业组织开展管理活动的方向,同时明确了实现目标的措施。组织则是企业为了实现自身的发展目标而建立的各种职能部门,并且配备的相应的人员等。协调是为了实现整个系统目标,对系统内的每一个成员进行统筹规划,进一步确保技术管理系统与其他管理系统保持协调一致性。在技术管理体系中,控制的主要职能是按照事先制定的目标、计划等,检查、评估企业经营活动的实际情况,同时采取必要的措施,必要的情况下,做出适当的调整,确保企业目标的实现。1.3目标。对于企业来说,构建技术管理体系的最终目的就是要实现相应的目标。面对激烈的市场竞争,企业通过构建技术管理体系进一步提升企业的技术管理能力,为了实现这一目标,企业需要制定一个发展指南,对技术管理体系的构建进行引导,不断完善系统功能。在不断改进提高技术能力的过程中,评价、比较、优化等是这一过程的逻辑思维。2.构建技术管理体系子系统。在技术管理体系中,构成技术管理体系的各要素之间相互联系、相互影响,并且构成技术管理体系的子系统,所以在构建技术管理体系时,首先需要构建相应的子系统。2.1内容子系统。对于企业来说,在构建技术管理体系时,需要在技术活动的引导下,结合对象要素的实际情况,组织开展计划、组织、协调、控制等活动,这些活动共同构成技术管理的内容子系统,通常情况下,这些内容子系统主要包括技术资源、技术组织、技术文化,以及技术质量的管理。2.2工具子系统。在技术管理体系中,企业的文件、系统、方法等在一定程度上代表着企业的发展目标。在企业的管理工具中,技术管理工具作为其中的一个子系统,直接关系着企业的技术、创新等活动。从技术管理体系的管理职能角度来说,管理工具为行使管理职能提供了必要的支持,同时技术管理工具也是实现企业发展目标的重要措施。2.3评价子系统。在构建企业技术管理体系时,需要根据技术管理的对象设置相应的评价指标,这些评价指标共同构成评价子系统,通常情况下,评价子系统的作用主要是,首先评价技术管理系统的目标实现情况,其次评价资源、组织、文化和质量的管理效率,第三评价具体管理活动的执行情况。对于企业来说,为了确保评价子系统功能的完善性,需要根据评价目标建立评价模型。3.构建技术管理体系模型。通过分析构建企业技术管理体系的要素、子系统可知,企业技术管理体系主要包括三个要素(对象、管理职能、目标)和三个子系统(内容子系统、工具子系统、评价子系统)。通过(1)(2)可知,企业技术管理体系三个要素和三个子系统之间是相互联系、相互影响,由此,可以将技术管理体系中的两个要素构成子系统的框架,将另一个要素视为子系统作用对象,这就成为技术管理体系模型。 四、结语 技术管理体系作为一个有机的整体,其中包括组织结构、方法、过程和资源,这些共同构成组织开展企业技术管理工作的基础。在技术管理体系中,技术管理职能只有借助该体系才能充分发挥自身的作用,同时只有在体系运行中才能实现技术管理目标。对于企业来说,在激烈的市场竞争中,只有构建科学合理的技术管理体系,才能有效调节各种专业技术,进一步发挥企业的整体效益,实现企业的持续发展。 作者:彭学东 单位:南京大学 企业技术管理论文:煤炭企业技术管理体系研究 0引言 技术是企业核心竞争力,是企业实现持续发展的基础。同志提出“推动能源技术革命,带动产业升级,培育新的增长点”,并提升至国家长期战略高度。煤矿是一个复杂的系统工程,资源赋存状况、开采技术条件、洗选加工方法差别大、可变因素多,技术管理差异性及管理难度大、可变因素多。井工开采、深部开采,五大灾害并存;安全矛盾依然突出,行业高危依旧存在。因此,加强煤矿技术管理迫在眉睫。如何强化技术管理,发挥科技是第一生产力的作用,构建科学、高效的技术管理和科技创新体系,实现体系架构顺畅清晰、部门设置有据可依、职责划分合理明确,并应用先进的理念、适合的技术装备,解决煤炭安全、高效开采以及绿色开采、低碳利用的技术难题,挑战当前煤炭市场供需失衡对企业的影响,提高生产力水平和市场竞争力,对煤炭企业可持续发展具有重要的现实和长远意义。目前国内关于技术管理体系的研究集中在煤矿地测防治水技术管理体系的研究[1-2]、煤矿全方位防突预警技术管理体系的研究[3],针对煤炭企业技术管理体系的建设原则、内涵、架构及保障措施等进行研究探讨。 1建设原则 建设科学严谨、管控有效、责权统一、结构清晰的技术管理体系遵循以下原则。1)合理设置各层级职责范围、管理权限。权责明确,职权统一。2)建立充分发挥技术能力的管理机制。从技术上保障实现煤炭企业目标及系统安全管控能力。3)理论联系实际。围绕技术战略、技术政策、技术标准,确保技术体系落实到矿井建设、生产过程中符合实际特点,促进技术发展。4)通过管理创新实现低成本、高效率。借助技术推进煤炭企业降本增效。 2技术管理体系的内涵 煤矿总工程师是煤矿的主要技术负责人,组织指导和协调整个煤矿的技术管理工作,是煤矿企业保障安全生产得以保障的基础。煤矿安全生产的大量事实证明,加强对生产技术的领导,明确责任分工,建立以总工程师技术负责人为首的技术责任制的技术体系是十分必要的[4]。因此煤炭企业需要构建以总工程师为核心的技术管理体系。1)体系架构。构建以总工程师为核心“科学严谨、责权明确、结构清晰、管控有效”的技术管理体系架构,理顺架构、职责划分合理明确,畅通工作流,建立由上至下的工作流,激活由下至上的工作流,实现知识剥离,技术资料与经验成果共享。2)技术管理职责界定和人员配置。对技术决策部门、各层级部门在管理、业务、事务3个方面进行职责分类,研究各层级、各部门业务的衔接与交叉重叠部分,依据合规、合理、专业、安全高效的原则,进行职能划分。3)体系制度。依据强化专业、明确责任、激发潜力、实现目标的原则,提出各层级、各部门应该建立的制度和需要完善的制度。4)运行机制。建立工作信息网,顺畅由上到下的工作流,激活由下到上的工作流。提出重点工作,包括总工程师直接负责的工作及必须定期研究的工作。重大安全隐患在流程、监管、结果3个方面的汇集及处理。5)激励机制。在安全生产、技术创新、降本增效、技术革新、知识共享、微创新平台等方面构建激励机制。6)重大决策。重大决策方面制定技术发展战略、总体规划、专项技术发展规划、重大安全生产技术政策。7)专项技术管理体系。根据公司技术管理情况,提出需要构建的专项技术管理体系。8)知识共享与技术成果管理。对技术人员的先进经验与方法进行知识剥离,对技术成果进行统一管理,实现技术知识与成果共享。 3技术管理体系架构 3.1总体架构 技术管理体系的架构方面,煤炭企业需根据企业自身情况,选择合理的管理模式。一般来说,煤炭企业技术管理体系总体架构可以包括3个层次,一是集团公司(上市公司)技术管理体系、二级公司技术管理体系、煤矿技术管理体系。 3.2集团公司(上市公司)技术管理体系 集团公司(上市公司)技术管理体系为集团公司(上市公司)总工程师在煤矿建设和生产过程中所领导的技术部门和监管部门形成的工作网络。以集团公司的总工程师为核心,且总工程师的工作网络如下。1)总工程师接受上级领导。集团公司(上市公司)总工程师对董事长或总经理负责。2)技术委员会。重大决策方面,由技术委员会与总工程师会定。3)总工程师直接管理的部门。总工程师直接管理的部门包括二级公司总工程师、同级副总工程师、集团层面技术管理部门、技术管理相关部门。其中同级副总工程师包括煤矿机电、水文地质、煤矿安全(一通三防)、化工、制造、发电、其他;技术管理部门包括技术管理中心、设计、科技发展、环保、洁净、节能、其他;技术管理相关部门包括生产调度指挥中心、战略规划、安全监察、应急管理、基本建设、其他。4)总工程师同级业务联系部门。总工程师同级业务联系部门包括董事会秘书处、财务、人力资源、国际合作、物资供应、其他。5)总工程师接受相关部门监督。总工程师接受同级党委、纪委、工会、审计、法律等监督。集团公司技术管理体系架构如图2所示。 3.3二级公司技术管理体系 二级公司技术管理体系为二级公司总工程师在煤矿建设和生产过程中所领导的技术部门和监管部门形成的工作网络。以二级公司的总工程师为核心,且总工程师的工作网络如下。1)总工程师接受上级领导。二级公司总工程师对同级董事长(总经理)或上级总工程师负责。2)总工程师直接管理的部门。二级公司总工程师直接管理的部门包括子(分)公司总工程师、同级副总工程师、技术管理部门、技术管理相关部门。其中同级副总工程师包括采掘、机电、地测、安全、洗选加工、化工、装备制造、其他;技术管理部门包括技术管理中心、科技发展、生产技术、环保、洁净、节能、其他;技术管理相关部门包括调度指挥中心、安全监察、市场经营、应急管理、其他。3)总工程师的业务联系部门。二级公司总工程师的业务联系部门包括基本建设、财务、人力资源、国际合作、其他。4)总工程师接受相关部门监督。二级公司总工程师接受同级党委、纪委、工会、审计、法律等监督。二级公司技术管理体系架构如图3所示。 4保障措施 技术管理体系是一个庞大的、复杂的系统工程,为了保障技术管理体系科学严谨、管控有效、高效运行,提出以下保障措施。1)组织与人员保障。作为煤矿管理机构重要组成部分的技术管理机构,为了实现煤矿整体目标和良好的发展,必须服从整个煤矿的管理形式[5]。因此需明确权责,进行组织机构与岗位设置,明确人员配置及素质要求,并根据岗位要求对员工进行培训。2)制度保障。为促进煤炭企业科学发展,推进科技降本增效,提高安全管控能力,需要建立工作及考核制度,制定工作流程。3)技术保障。提出技术管理体系的技术保障措施,如采取信息化手段、借助移动终端共享先进技术成果等。4)技术文化保障。营造技术文化氛围,充分调动与发挥员工特别是一线员工的技术创新潜力。 5结语 通过对煤炭企业技术管理体系的研究,可以将实现煤炭企业战略目标和政策所需的每一技术要素进行细化,落实逐级所承担的技术责任,实质性的提高技术管理水平,使技术和管理进行有效的融合,并形成一个完善的技术体系,充分发挥各层级的力量来推动煤炭企业发展,对煤炭企业的竞争优势培养和可持续发展奠定良好的基础。 作者:黄艳波 吴建华 单位:中国煤炭工业协会咨询中心 企业技术管理论文:现代煤化工企业技术管理的特殊性 1现代煤化工企业的技术工作地位突出 1.1煤化工企业性质决定了技术工作的重要性 现代煤化工是以技术为主导,以一体化、大型化、园区化、循环化为特征的资金、技术、资源密集型企业。其投资动辄数十亿元,甚至数百亿元,引进了国内外大量高新技术,吸引了大量专业技术人才,形成了煤化工项目复杂的工艺技术流程以及大型化、集成化的生产设备、辅助设施。设备装置的高度集成、工艺技术的高度耦合,对技术工作提出了极高的要求。煤化工项目选用什么样的工艺技术,采用什么样的工艺流程以及每个生产装置的技术细节都是技术工作的范畴,并在很大程度上影响了煤化工企业的投资方向、资金用量以及资源的聚集方式。因此,构建一支专业齐全、素质过硬、数量保证的专业人才队伍,积极开展煤化工技术工作,对于现代煤化工企业是极其重要的。 1.2企业管理内涵决定了技术工作的重要性 煤化工属于高危行业,存在高温高压、易燃易爆、有毒有害等风险。鉴于煤化工特殊的行业特色,现代煤化工企业的管理工作内容要比一般企业更为丰富,标准要比一般企业更为严苛,技术管理工作在日常管理工作中的地位也更加突出。以煤制天然气企业为例,项目在开展可行性研究、总体设计、工艺包引进、基础设计、详细设计等各阶段工作中充斥着大量的技术工作。各项技术工作的深度、广度和各环节的协调程度,影响项目建设进度、工程投资、工程质量以及项目投产后的日常运营管理。但一些大型煤化工项目业主和设计单位重速度轻质量,不顾设计规律,拼命索要设计图纸,压缩设计时间,甚至采取“边设计、边施工、边修改”的做法,导致项目建设中不断变更设计,建成后麻烦不断。因此,要做好企业的日常管理工作,首要是尊重技术工作规律,以良好、扎实的技术工作为基础,进一步规范企业管理,杜绝系统无计划停车,实现经营的连续稳定。 1.3企业的生产运营决定了技术工作的重要性 现代煤化工企业日常生产运营的目标是安全、稳定、长周期、满负荷、优质运行。就是要求场内外主体生产装置、公用工程、辅助设施以及其他相关的配套工程能够形成一个完整的系统的生态链。各个环节有效衔接,协调运转自如,信息流转顺畅,发现问题能够及时有效地解决。要实现上述运营目标,离不开强有力的技术支撑,需要建立一支有丰富煤化工企业运营经验的技术团队,渗透到企业生产运营的各个环节,加强技术攻坚,及时发现和高效解决现场的各类技术故障。 1.4技术工作复杂性决定了技术工作的重要性 现代煤化工技术的成熟度应当以其使用的普及程度来确定。目前除了美国、南非以及前民主德国外,现代煤化工项目在其他国家尚没有实现规模化量产。大唐克旗煤制天然气项目仅开车运行1个月后就发生故障,不得不停产检修,恰恰证明煤制天然气技术看似成熟,实则还有部分问题尚未解决或在实践中尚未体现。单个系统、单个装置在中试时可能是正常的,而一旦工业化放大后就可能出现很多不确定因素;单个系统、单个装置在独立运行时可能是正常的,可一旦融入整个生产系统就可能出现各种各样的问题。这说明现代煤化工技术是极为复杂的,不能轻言成熟。目前,现代煤化工项目,离规模化量产还有一定的距离。但社会对现代煤化工的期望值很高。技术工作的复杂性,凸显了技术工作的重要性,要求煤化工企业从一开始就要考虑未来项目的经济运行环境,考虑项目的安全、稳定、长周期、满负荷、优质运行。 1.5项目肩负的示范任务决定了技术工作的重要性 当前,许多现代煤化工项目从政府批复项目“路条”起,就担负着许多示范任务。这些是国家下达的硬指标,必须要完成。示范任务本身具有探索性、开拓性,需要通过部分项目先行先试,了解相关指标后才能进一步推广,实现规模化、产业化。通过技术攻关,完成示范任务,推动某一产业逐步成熟,有利于避免盲目投资造成的巨额经济损失,有利于引导产业健康发展。这对技术工作提出了很高的要求。不过从煤化工企业的建设运营实践工作来看,部分企业的化工专家话语权不够。在上层的决策中,专家的声音无法传递到决策层中,出现了外行管理内行、重大技术问题决策不征求化工专家意见的现象,甚至有部分企业认为以前搞煤炭、搞电力的一样可以搞好煤化工,导致部分项目设计不合理,不能实现满负荷运转以及项目决策失误。煤化工企业发展实践证明,在项目决策中需要尊重技术人员的意见,在顶层设计、制度安排、体制机制、业务流程等方面保障化工专家的话语权。 2现代煤化工企业技术工作标准 当前,煤化工产业借力煤炭价格下降、煤炭企业延伸产业链和转型发展的需求,已经进入深度调整期和发展酝酿期。现代煤化工产业将快速发展,对技术工作提出了很高的要求,主要体现在以下几个方面:①可靠性。就是要求技术人员全程参与项目前期、建设期、联动试车以及竣工后的生产运营,熟悉生产工艺,处理技术难题,确保尽快打通生产工艺流程,尽快产出合格产品,实现满负荷运转。可靠性是对技术工作的最基本要求。②合理性。是指工艺技术方面的合理,就是要求在选取什么样的工艺技术、选用国内的还是国外的工艺技术、考虑工艺装置的设计能力等过程中进行充分研究论证,提出论证意见,确保在满足生产系统和环保要求的前提下,控制工艺装置裕量和工程造价。③经济性。就是要求在开展总体设计、基础设计和详细设计过程中借鉴在建和建成项目的经验教训,通过对项目工艺技术路线的合理优化,简化工艺流程,控制工程造价,提升装置运行效率,提升企业经济效益。④严谨性[1]。就是要求技术人员,是化工专家能以审慎的态度、科学的精神和严谨的作风开展技术工作,说出来的话、出具的审查意见需要有科学依据作为支撑,不能信口开河、人云亦云,要始终保持战战兢兢、如履薄冰的精神状态解决示范项目推进过程中的技术问题。⑤风险性。就是要求技术人员在开展技术工作过程中,一方面关注项目自身各类技术拼盘相互衔接的技术风险,另一方面关注现代煤化工最新技术进展,关注常规能源和非常规替代能源的勘探开发技术进展,了解煤化工产品的市场需求和国家产业政策走向,掌握示范项目的示范效果,以便及时调整工作思路,降低、规避技术风险[2]。⑥示范性。就是要求技术人员在开展技术攻关时能突出重点,在没有成熟经验可供借鉴的示范任务上,要倾注更多的工作精力,集中更多的工作资源,确保圆满完成示范任务,为国家制定产业政策、确定产业走向、推动产业升级积累可供借鉴推广的先进经验和参考依据。 3推动煤化工企业技术管理的思路 现代煤化工企业技术工作难度大、责任重,从企业高级管理人员、技术人员到基层岗位操作员工,哪一个环节出现问题,都可能造成事故,轻则经济损失,重则人身伤亡、威胁环保,造成巨大的社会影响。就必须要有一个好的工作思路,一套好的制度安排以及一支好的技术团队。 3.1形成一个统筹全局的工作思路 开展技术工作,需要形成宏观的、系统的、战略的、缜密的、逻辑的思维,善于将点滴问题放在系统中去思考。通过制定系统化的解决方案,统揽全局、总体安排、分步实施、逐个攻破,从而解决整体问题。统筹全局的工作思路还要求技术工作不能发现问题才被动地应对问题、解决问题,而要对工作有超前性预判,解决问题于未萌之中。具体到项目建设中,就是要对项目基础设计进行独立自主地、认真细致地审查,不能对设计单位有依赖思想。因为出发点的不同,设计单位承接项目业主单位的设计任务、签订设计合同,所需要做的就是按照既定的输入条件,完成设计任务,提供符合要求的设计产品。 3.2建立一套科学规范的制度安排 一个好的制度体系可以让坏人变好人,让散兵游勇变成技术尖兵团队;一套设计不合理的制度体系,会让好人变坏人,更谈不上团队合作。目前,现代煤化工企业正处于深度调整期和发展酝酿期,有业内专家提出,现代煤化工企业“煤质对路则成,管理对路则顺”[3]。整个产业酝酿一场发展的大风暴。要想在这场发展风暴中扬帆前行,就必须建立一整套科学规范的制度体系,加强对人的管理、对物的管制、对流程的规范、对结果的考核奖惩。当前,部分企业出台了一些基本制度及配套管理办法和操作细则,但总体来说还是亡羊补牢式的管理模式,缝缝补补,缺乏系统性,缺少统筹规划,下一步需在实践中不断完善。具体到煤制天然气项目来说,项目对人才的需求旺盛,但市场上人才不足,部分技术人员是刚从高校毕业的学生,没有经验积累。要使这部分技术人才快速成长起来,必须要坚持会议制度,通过会议互通有无,教学相长;必须坚持安全教育先行,从项目建设期就要开展对员工的安全教育,不能等到试生产以后再开展,应通过长期教育,形成良好的安全习惯;必须坚持从严考核、刚性约束,对不符合企业要求的员工要坚决淘汰;必须不断完善管控体系,随着项目的建设推进,形成一整套技术规范,使员工工作有规范,企业管理有基础,考核奖罚有依据。 3.3打造一支坚强有力的技术团队 企业管理中人最难管理,特别是随着社会的发展,个人主体意识逐渐增强,光靠企业制度、光靠奖励惩罚是行不通的。现代煤化工企业员工文化层次较高,处于不同层面、不同岗位、不同环境的人有不同的需求。作为企业管理者不能够单向思维,简单粗暴地处理工作关系,要转变工作思路,善于关心了解员工,针对员工的不同情况对症下药、灵活处置。在政策允许的范围内,最大程度地满足不同人员的需求。要善于包容、海纳百川,鼓励员工,特别是专家型、领军型人物对技术问题要多发表自己的独到见解,形成敢讲敢说敢负责任的氛围。要建立与基层人员沟通的舆情通道,经常深入基层员工,多与技术人员谈心交流,将基层的问题及时反馈上来。要坚持有为才能有位的人才观,鼓励技术人员在干中学、在学中练、在练中成长进步,在企业形成技术工作的凝聚力、吸引力和号召力。化工行业素有“五年设计、三年建设、一朝投产”之说,这是对化工行业发展规律的科学概括。企业决策层要高度重视技术工作,尊重化工技术工作规律,优选设计单位,严格审核设计资质,严格把关设计质量,严肃追责设计问题,避免在设计上出现差错;同时要定期听取技术工作汇报,了解项目推进过程中的技术难题,通过外委论证等方式调动一切力量解决技术难题,稳慎做好技术工作。 作者:张加春 单位:苏新能源公司 企业技术管理论文:道路运输企业车辆技术管理论文 一、车辆技术管理人员自身技术和素质参差不齐 随着交通运输行业的日渐发展,车辆多样化、新技术普遍应用等,都对车辆技术管理人员提出了更高的要求。车辆技术管理人员的素质高低,直接关系到车辆的使用性能。部分运输企业的车辆技术管理团队文化素质与技术素质相对比较低,其操作经验已不再适用于目前的车辆技术管理工作,对车辆的基本性能和结构无法理解与掌握,同时缺乏事业心和责任心,难以确保车辆技术性能完好。 二、加强车辆技术管理的几点建议 (一)建立健全车辆技术管理制度,落实责任 “不以规矩不成方圆”,要保证车辆技术管理工作取得实效,需要结合企业实际建立科学的车辆技术管理制度。制度中应包括:建立组织体系,设置车辆技术管理机构和对应岗位,分清职责,落实到人;配备专兼职车辆技术管理人员,明确机构、岗位、人员的具体分工和职责;制定较为完善的车辆选型、采购、使用、维护、修理、检测、更新及报废的相关规章制度;建立车辆技术档案管理制度,建立车辆技术管理的考核制度和奖惩制度等,并认真加以实施。 (二)加大车辆技术管理人员的准入条件和技术培训力度 道路运输企业的激烈竞争,最重要的就是人才竞争,对于现阶段的车辆技术管理工作人员,要进行综合素质整改。在一定程度上提高车辆技术管理人员的入职门槛,难以满足专业技术要求的人员要进行调离,对专业技能较强的人员,相应的待遇条件应该匹配。适当选派技术人员到先进企业和车辆生产制造厂进行学习,从而进一步熟悉和掌握车辆技术管理的最新信息。适当选派技术人员参加车辆技术管理相关培训及会议,对车辆技术管理内容进行再学习、再培训、再进修,进而提高企业车辆技术管理团队的素质。 (三)提高经营者和驾驶员的车辆维护意识 从源头开始管理,做好车辆维护的宣传工作。只有提高道路运输企业的车辆维护意识,才能将车辆维护工作落实到实处。道路运输企业车辆技术管理机构应加强车辆维护的宣传力度,认真督促经营者和驾驶员按期到有资质的车辆维修企业定点进行车辆维护作业,同时对此项工作进行严格考核,对未按期进行车辆维护作业的,要依据相关规定从严处罚。 (四)加强车辆维护现场监管工作 道路运输企业应派驻车辆技术管理人员到汽车维修企业进行车辆维护现场监管,监督汽车维修企业是否按照规定的车辆维护工艺流程进行逐项操作,该检查、检测的零部件必须按照规定进行拆检,重点加强对欲更换零部件质量的监查,质量不合格的零部件,坚决不允许使用。 (五)合理调整营运车辆二级维 护间隔周期随着道路运输条件不断改善和车辆制造技术的不断提高,车辆的维护周期应该做相应调整。目前规定的二级维护间隔里程为1.5万km,已不适用现在的发展形势。车辆技术状况与车辆类型、等级、品牌、配置的总成及零部件使用寿命有较大关系,一些总成零部件在原厂规定的维护周期内不需要拆解,但维护工艺却要求拆解,每次拆解会对零部件造成很大的损伤,经多次拆解后,会导致其性能下降甚至报废。可见,营运车辆关键部件的维修维护周期已远超出车辆二级维护间隔周期。鉴于确定车辆二级维护间隔周期的诸多因素发生变化,建议行业主管部门对营运车辆二级维护周期进行优化调整。 三、结束语 加强道路运输企业车辆技术管理,是确保车辆技术状况持续良好,降低车辆燃油消耗和尾气排放,节约成本,保证车辆安全运行,保障企业利益和社会效益的先决条件。目前在道路运输行业不断发展,汽车新技术不断应用的新形势下,完善的车辆技术管理更具有重要意义,可以更好的推动道路运输企业发展。 作者:何立 企业技术管理论文:供电企业下技术管理论文 1配电线路状况检修的必要性 公司供电的输配线路是供电可靠性和稳定性的保障,与公司的生产生活息息相关,是保障社会稳定的基础。实施配电线线路状态检修是根据线路运行的状态来进行选择科学合理的检修方式,形成一套立体化、优化的综合检修方式。现存的定期检修方式,需要大量的人力物力,对于一些不需要检修的线路也投入大量的资源,造成维修过度,资源浪费,效率低下等问题。如何能缩减检修成本、缩短维修周期、延长设备寿命的检修模式受到世界各大供电企业的普遍关注。状态检修具有在保证线路运行的安全性和经济性条件下提高工作的效率和减少了停电的检修时间,科学的保护了线路设备,能够积极应对突发性事故,降低事故发生的概率,是未来输电线路状态检修的必然发展方向。 2影响配电线路检修的因素实际工程中 状态检修是一门科学、专业性的技术,但我国供电企业配电人员,对其不够重视,对管理人员的专业培养明显不够,缺乏系统性的专业理论学习。思想上的不重视,使得员工对该类知识一知半解,没有深刻意识到配电线路状态检修工作的艰巨性和复杂性。实际工作中该类问题给供电系统带来了一定的安全隐患,降低了故障检修的效率,影响了供电企业的经济效益。 3对供电企业配电线路检修的管理 3.1状态检修计划的安排 状态检修计划主要是由状态检修年度计划和滚动计划组成,供电企业对检修计划统一管理,要做到扎实、稳定,来确保供电企业的标准化建设和精益化管理,保障供电的安全性、可靠性。一套合理、高效、科学的状态检修计划是根据设备运行的状态、电网电力的平衡情况来制定的。在管理上,保证电网稳定运行的条件下,以设备可用系统指标和供电可靠性统计考核管理,开展集中管理,避免同样事故的发生,减少停电的概率和检修的时间。在项目施工时或者对已有项目的整改,要严格按照相关施工规范和法律法规来进行施工和验收,确保工程检修各个环节按照计划进行,未经部门的批注,不得擅自更改施工条件。在运行和维修时,需要提出停电检修计划,并得到相关部门批准,才可实行,停电检修应当由专门人员进行联系,并详细记录。 3.2配电线路状态检修设备和技术的管理 配电线路状态检修设备的管理主要是为了保证线路状态维修的效率和安全性,统一管理和保养可以提高设备的精确性和安全性,使得设备在采购、使用、保养、维修、报废等环节都有专业人员进行管理。设备的管理给企业的整体管理提供了有利的条件,一定程度上提高了设备的利用率和回收率,杜绝腐败的生成。设备的管理上要注意几点:①设备的使用上,每次入库或出库必须通过验收人员的签字,仪器出现问题要写明原因,防止人为故意破坏的发生。②工具存放要注意防潮、防晒,注意设备对温度、湿度的要求,防止因为环境条件的变化损坏仪器。③为保证仪器的使用,不耽误工程的施工,每套设备出现问题要及时进行更换,最好每台设备要备用一道两台。对于供电企业为了配电线路状态检修的高效性和稳定性要加大对技术的投入,如采用新技术、新材料、新工艺,来提高配电线路的输电能力,利用先进的检测技术手段、开发可靠性高、稳定性强、自动化智能化程度高的设备,利用先进的如红外线、振动、超声波等检测手段,对线路状况进行系统化管理。 3.3供电企业配电检修质量管理 检修作业使用的设备材料、零件等必须选用质量合格、技术达到相关要求规范,最好由供电企业统一采购,采购时要及时检查相关数据是否符合设计要求,一旦发现问题产品要及时进行更换。从事带电作业、导线压接、焊接等工作的,必须是专业人员,必要时要进行统一培训,考试上岗操作。深入检修现场,解决现场问题。定期对施工现场进行检查,消除施工过程可能存在的安全隐患,监督施工质量符合设计标准,建立健全的检修责任制度,认真督促施工的进行,配合施工人员的要求,按照工程计划进行审核和验收,一旦发现问题,要及时沟通,把隐患扼杀在摇篮里。施工时及时消除线路缺陷,以及可能引发的问题,保障施工人员的人身安全,特别是防护措施的使用如安全带的保护、绝缘设备的保护等等。加强重点部位的检查和控制,针对施工中,由于地理环境和管理规定,使得施工受到干扰,要注意提醒标志的设计,加强该类区域的检查和管理,必要时要派遣专业人员对其进行评估,作出可能发生事故的预案,来有效控制发生隐患的可能性。 3.4悬挂接地线的管理 接地线是保证线路安全和工作人员人身安全的必要措施,悬挂地线时要按照相关技术规范进行操作,在悬挂接地线时要首先注意佩戴绝缘手套,减少人与电线的直接接触,并注意接地棒和接地线的连接,配电户外检修用接地线要保证接地线和接地棒的连接的坚固程度,底线的悬挂要由专业人员进行操作和检查,接地线长度要达到接地要求。对悬挂接地线的管理是保障工作人员安全施工的基本手段,供电企业要加强对该类问题的学习和培训,重视安全施工的必要性,针对新员工,结合实际情况派遣监护人员,避免事故的发生。 3.5技术人员综合素质的管理 任何生产都离不开工作人员,在保证输电线路状态检修质量的各项因素中,人是最主要的因素,也是较难控制的因素。线路缺陷事故的频发发生,往往和技术人员专业素养不到位和责任感低等相关联,所以在技术人员的管理上要格外注意。加强质量意识教育,实施责任上岗制度,普及安全教育,严格按照执行检修规程,加强对专业知识的培训和学习,实行考试上岗制度,颁发检修操作等级证书,实行持证上岗。加强对技术人员思想道德和职业道德的培养,促进检修人员强化个人修养和自我批评的能力,提高自我管理,独立创新。开展状态检修,需要一支优良的团队,各司其职,一个高素养的技术团队是检修质量的保障。供电企业要严格按照标准、严格要求,保证工作人员的高起点、高素质,定期进行考核,并聘请专家教授进行授课,积极接触先进技术和工艺,不断更新自身知识储备,来提高工作人员的整体素质。同时企业要注意对状态检修计划的宣传,使得管理人员和普通员工在思想上和行动上达成共识,促进状态检修计划的顺利开展。 4结束语 配电线路检修是电力系统和用户连接的重要部分,其故障预防、设备运行和维护是一项长期的艰巨的任务,需要各个部门和专业人员的积极配合,在实际中不断学习、不断总结和实践,才能确保电力系统稳定可靠的运行。尽管现阶段我国供电配电线路状态检修还存在许多问题和挑战,这需要供电企业能根据相关技术规范、管理标准等,来落实好配电检修的管理工作。相信在未来随着我国对电力系统的不断投入,配电线路状态检修技术管理将发挥出更大的价值,来为供电企业创造出更多的经济收益。 作者:姚忠祥 单位:甘肃永昌县供电公司
机械零件论文:基于机械零件加工的“假正品”研究 摘要:为了避免在实际机械加工中,利用工艺尺寸链计算工序尺寸及其公差时,由于工艺基准与设计基准不重合,而出现的“假废品”与“假正品”,导致企业生产的产品质量不稳定,通过对“假废品”现象的分析,提出了在机械加工中“假正品”出现的原因、“假正品”存在的区间以及“假正品”问题的解决方法。应用于实际生产,提高企业经济效益。 关键词:假正品;产生原因、区间;解决措施 0 引言 机械制造企业,在对机械零件进行机械加工的过程中,因零件的工艺基准与设计基准不重合时,需要利用工艺尺寸链计算工序尺寸和公差,在此过程中会出现工序尺寸超差而设计尺寸合格的“假废品”现象。此时工艺人员必须计算出“假废品”出现的区间,在此区间安排复检;具体方法是:设计尺寸便于直接测量的,直接测量判断其是否合格;不便于直接测量的,便测量其他相关尺寸最后推算出设计尺寸再判断其是否合格,以防止“假废品”被当做真废品扔掉而造成不必要的经济损失。 除“假废品”外,在机械产品的加工中,还有一种与其相似的“假正品”现象。其产生原因与“假废品”现象相同,都是由于在机械加工中工艺基准与设计基准不重合时利用工艺尺寸链计算工序尺寸和公差时出现的,只不过它正好和“假废品”现象相反,前者是工序尺寸超差而设计尺寸合格,而“假正品”则是工序尺寸合格而设计尺寸超差。对此我们做了一定的研究。 1 案例 如图1所示,是某矿山企业输送机上用压板零件局部简图,在用调整法镗削两孔O1、O2时,均以M面为定位基准,需标注镗削两孔的工序尺寸。因该零件加工后,在检验两孔孔距时,其测量不方便,试标注出测量尺寸A的大小及偏差。若A超差,可否直接判断该模板为废品? 2 解题过程 3 结果分析 通过尺寸链的计算可以看出,测量尺寸A的公差为0.24,而设计尺寸80±0.1的公差为0.2,TA T80,由此可知,若A超差,就可直接判定该压板因该尺寸不合格而为废品。若反过来,是否A合格,两孔中心距尺寸80±0.1mm就合格呢?现分析一下这个特例:假设压板加工好后测得A的实际尺寸为50.08mm,而两孔尺寸均为?准30.04mm,则两孔中心距为50.08+30.04=80.12(mm)。显然大于设计尺寸而超差,是不符合设计要求的,也就是该压板为废品。但工序尺寸是合格的,这就是前面提到的出现了“假正品”问题。若“假正品”问题不解决,工人将会将本工序产生的废品当做正品转入下一道工序继续进行加工,就会造成不必要的浪费。 4 解决措施 为此“假正品”问题的解决办法同“假废品”一样,他要求工艺人员在计算出工序尺寸和公差后,进一步将“假正品”出现的区间计算出并标明,保证工人在“假正品”出现的区间对工件进行复检,复检办法也同假废品一样,就是直接测量或推算出设计尺寸的实际值,将其与理论值相比较,若实际值在理论要求的范围内则为正品,否则即为废品,废品必须及时报废以免造成不必要的浪费。 那么“假正品”出现的区间如何计算?这是工艺人员应具备的基本能力,其 “假废品”区间的计算方法是将工序尺寸的公差比设计尺寸的公差减小的那一部分补出来,上下对称的补,补出的两部分即为“假废品”出现的区域,也就是要求复检的区域。同样的道理,“假正品”区间的确定办法是将工序尺寸的公差比设计尺寸的公差大出的部分减掉,上下对称的减,减去的两部分即为“假正品”出现的区域,也就是需要复检的区域。 以前述的例题为例。工序尺寸A的公差为0.24mm,设计尺寸的公差为0.2mm,工序尺寸的公差比设计尺寸的公差大0.04mm,所以将工序尺寸的公差从上向下减0.04mm,从下向上加0.04mm,分成三部分如下: 50区间为正品区,50与50为“假正品”出现的区域,即需复检区域。验证如下: ①当两孔为最大极限尺寸,测量尺寸A为50.06mm时,孔心距为80.1mm,出现最大极值。若A超过50.06mm,则出现废品,但若两孔尺寸小于最大极限尺寸,则有可能出现正品。若Amm大于50.1mm,则即使两孔为最小极限尺寸30mm,两孔中心距尺寸仍超差。 ②两孔为最小极限尺寸,测量尺寸A为49.9mm时,孔心距为79.9mm,出现最小极值。若A小于49.9mm,则出现废品,但若两孔尺寸大于最小极限尺寸,则有可能出现正品。若A小于49.86mm,则即使两孔为最大极限尺寸,孔心距尺寸仍超差。由此得出结论:当测量尺寸A超出50mm范围时,能直接判断该模板为废品;当测量尺寸A=50mm时,压板为正品,无需检验;当测量尺寸A在50mm与50mm两个区间范围时,模板可能是正品,也可能是废品,必须复检。复检办法是:测出两孔和A的实际尺寸,推算出孔心距的实际值,与理论值比较判断其是否合格。若为正品则送入下一道工序继续进行加工,若为废品而且无法修复则可直接报废。 5 结语 综上所述,不论是“假废品”还是“假正品”,都是在机械加工生产过程中,所表现出来的实际的问题,严重影响着企业对产品质量的管理控制,是企业工艺人员必须认真对待的。在我们与某机械企业的机械加工工艺人员,一起将上述研究应用到机械零件的加工中,说明了尺寸链的计算是编制机械产品加工工艺中的重要环节,正确的计算与应用,就可以减少不必要的机械加工工时,达到缩短产品的生产周期,保证产品质量,进而提高经济效益的目的。 机械零件论文:机械零件加工工艺的分析与研究 摘 要:通过对机械零件加工工艺的研究,针对常见的机械零件的加工进行工艺方案的分析,确定主要常见零件的加工方法等,提高工作效率和工艺水平。 关键词:机械零件;加工;工艺 在机械零件制造业中,由于组成零件的材料、结构和技术要求各不相同,各种工具的用途和性能也不同,所以各种零件的加工工艺是不同的。 1 机械零件加工工艺 1.1工艺概述 在加工机械零件之前首先要选料、确定毛坯。正确选择毛坯的删选加工方法,这样有利于提高机械零件加工的合格率和利用率。在选择毛坯时,应考虑零件的复杂程度、生产批量的大小、技术要求等方面的因素。在通常情况下,主要应以生产类型来决定。对零件进行工艺分析,分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性;分析零件主要加工尺寸、类型等方面的内容;分析加工零件的作用及技术要求。制订工艺路线;选择定位基准;确定各表面的加工方法。选择机床及工、夹、量、刃具。加工不同的机械零件要对机床以及相关工具进行调试与校准,争取做到开工前的设备准备充足,以免出现加工过程中的失误与材料浪费。 1.2工艺特征 对零件的特征进行全面、系统而准确地分类可以使工作人员能够更加方便地获取零件的工艺和制造方面的信息等。从加工的角度来对零件的特征进行分类,可分为形状特征、材料特征、精度特征、工艺特征、制造资源特征。 形状特征是零件的加工特征中最主要的、种类最多的特征,主要是用来描述零件中具有一定功能的几何形状。材料特征主要用于材料的类型、热处理要求与硬度值等信息的描述。精度特征用于描述加工零件的尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度等方面的信息。工艺特征主要是对工序步骤、装夹定位、切削用量、加工余量和走刀路线等工艺规则的信息集合。制造资源特征是对机床设备、定位和夹具装置的资源集合。 2主要机械零件加工工艺分析 2.1轴类零件 轴类零件是旋转体零件,这种类型的零件在加工过程中是经常遇到的零件之一。根据轴类零件结构形状的不同,它可分为空心轴、阶梯轴、光轴和曲轴等。 2.1.1轴类零件一般加工要求 一是零件图工艺分析,要研究产品装配图,要做好技术要求的相关准备工作;二是精基准选择,尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准,使定位基准与测量基准重合;三是粗基准选择,选牢固可靠表面为粗基准,应选非加工表面作为粗基准。同时,粗基准不可重复使用;四是渗碳件加工工艺路线,一定要做到加工顺序正确。因此,在制订工艺规程时,尽量采用先进加工方法,制订出合理的工艺规程。 2.1.2轴类零件加工的工艺分析 (1)轴类零件加工的工艺路线。轴类零件加工的工艺路线主要为:一是粗车D半精车D精车;二是粗车D半精车D粗磨D精磨;三是粗车D半精车D精车D金刚石车;四是粗车D半精D粗磨D精磨D光整加工。 (2)典型加工工艺路线。主要为:毛坯及其热处理D预加工D车削外圆D铣键槽D(花键槽、沟槽)D热处理D磨削D终检。 (3)轴类零件加工的定位基准和装夹。主要包括:以工件的中心孔定位。中心孔不仅是车削时的定为基准,又符合基准统一原则。以外圆和中心孔作为定位基准。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。以带有中心孔的锥堵作为定位基准。锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准,又是空心轴外圆精加工的基准。生产中,锥堵安装后一般不得拆下和更换,直至加工完毕。以两外圆表面作为定位基准,可消除基准不重合而引起的误差。在加工空心轴的内孔时,可用轴的两外圆表面作槎ㄎ换准。 2.1.3保证加工精度的方法 采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺可以控制对零件加工精度的影响。采用合适的切削液。切削液主要包括非水溶性切削液和水溶性切削液。刀具半径的选定。刀具较小时不能用较大的切削量加工,刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。 2.2箱体类零件的加工工艺分析 箱体零件的典型加工路线为:平面加工-孔系加工-次要面加工。 (1)箱体加工定位基准的选择。一是粗基准的选择。一般宜选箱体的重要孔的毛坯孔作粗基准。由于铸造时内壁和轴孔是同一个型心浇铸的,因此实际生产中,一般以轴孔为粗基准。二是精基准的选择。精基准的选择一般优先考虑基准重合原则和基准同一原则。 (2)主要表面的加工方法选择。一是箱体的主要加工表面有平面和轴承支承孔。二是箱体上公差等级为IT 7级精度的轴承支承孔,一般需要经过3~4次加工。箱体平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和铣削,也可采用车削。当孔的加工精度超过IT 6级,还应增加一道精密加工工序。 (3)箱体加工顺序的安排。由于箱体上的孔分布在平面上,所以先加工平面对孔加工有利。对于次要孔与主要孔相交的孔系,必须先完成主要孔的精加工,再加工次要孔。车床主轴箱体的孔系也可选择在卧式加工中心上加工,因为减少了装夹次数,提高生产率。 2.3齿轮零件的加工工艺分析 2.3.1普通精度齿轮加工工艺分析 齿轮在加工过程中可以分为若干个加工环节。第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。第二阶段是齿形的加工,是保证齿轮加工精度的关键阶段。第三阶段是热处理阶段,主要对齿面的淬火处理。最后阶段是齿形的精加工。应对定位基准面进行修整,以修整过的基准面定位进行齿形精加工,可以使定位准确可靠,以达到精加工的目的。 2.3.2齿轮加工工艺过程分析 (1)基准的选择。一般基准的选择可分为:对于空心轴,用两端孔口的斜面定位;带轴齿轮主要采用顶点孔定位;孔径大时则采用锥堵。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。为了减少齿轮加工过程中的定位误差,在加工齿轮时应注意:一是需要加工的齿轮定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来;二是需要加工的齿轮在内孔定位时,其配合间隙应近可能减少,以利于精确度的提高;三是需要加工的齿轮、车床应选择基准重合、统一的定位方式。 (2)齿轮毛坯零件的加工处理。齿轮零件的加工应注意对其毛坯的加工处理,当齿轮毛坯零件以齿顶圆直径作为测量基准时,必须严格控制齿顶圆的尺寸精度。保证齿轮毛坯零件定位端面和定位孔或外圆相互的垂直度。需要提高齿轮内孔的制造精度,减小与夹具心轴的配合间隙。 (3)齿形及齿端加工。齿形加工方案的选择取决齿轮精度等级、设备条件、表面粗糙度、硬度等。齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。齿端加工必须在淬火之前进行,通常都在滚(插)齿之后,剃齿之前安排齿端加工。 3 机械加工工艺对加工精度的影响 3.1热变形对加工精度的影响 有三种热变形会对加工精度产生较大的影响:第一种,刀具热变形对加工精度的影响。降低刀具热变形常会使用以下两个方法:在刀具上涂抹润滑剂;选用合理的切削参数。第二种,机床热变形对加工精度的影响。所以女要采取相应措施降低因机床热变形对加工精度的影响。第三种,工件热变形对加工精度的影响。 3.2受力变形对加工精度的影响 解决这类问题的方法是适当地减小作用在工艺系统上的外力,增加工艺系统的刚度,这样就可适当缓解外力对加工工艺系统的影响。 3.3几何精度对加工精度的影响 在对机械零件进行切削加工工艺时,主轴往往会出现回转误差,这种误差会影响零件的加工精度。除此之外,刀具也会出现同样的问题。所以,机床和刀具在使用的过程中要进行定期的检查。 4 结论 本文通过对这几种常见的机械零件加工工艺进行了分析与研究,采用合理的加工方法能够提高零件加工的效率和精度。 机械零件论文:工程机械零件的清洗 工程机械零件在装配前、装配中、装配后大都需要进行清洗,有些零件还根据需要在试运行后进行清洗。清洗零件的目的是清除其表面残留的铸造型砂、铁屑、铁锈、研磨剂、油污、尘土等各种污物。零件清洗后的洁净程度将直接影响装配质量和工程机械的使用寿命,因此零件的清洗工作是工程机械装配中十分重要的环节。 做好零件的清洗工作,应根据其材料、结构特点、污染情况以及对其清洁度要求等,正确选用清洗剂和清洗方法。 1 清洗剂分类及特性 工程机械零件常用的清洗剂包括有机溶剂清洗剂、水基清洗剂和碱性溶液3种: (1)有机溶剂清洗剂 有机溶剂清洗剂以石油系溶剂为主,是企业中常用的清洗剂,如汽油、煤油、轻柴油及与其性质相似的乙醇、乙醚、丙酮等。该类清洗剂可溶解各种油脂,适用于精密件的清洗。有机溶剂类清洗剂优点是使用方便,不需要加热,对金属无损伤,清洗效果好。其缺点是有机溶剂均为易燃物,使用和储存时需注意防火与通风,该类清洗剂对橡胶制品有溶解作用,不能用来清洗橡胶类制品。 (2)水基清洗剂 水基清洗剂(常称化学清洗液)由表面活性剂、助洗剂和其他添加剂与水配制而成。表面活性剂是水基清洗剂发挥清洗作用的主要成分,助洗剂和其他添加剂主要是起提高溶液的防腐、防锈及去除积碳等辅助作用。水基清洗剂的水溶液对油脂和水溶性污垢等有良好的清洗能力。此类清洗剂的配方、配比、清洗温度、清洗方法均有所不同,常用水基清洗剂(化学清洗液)的配方、配比、清洗温度、清洗方法和适用范围如表1所示。 (3)碱性溶液 碱性溶液是指碱或碱性盐的溶液,一般将碱或碱性盐的溶液中加入乳化剂形成乳化液,依靠混合溶液的乳化作用去除油垢。在配制碱性溶液时加入少量的水基清洗剂,如6503型、TX-10型等,清洗效果会更好。碱性溶液成本低,去污效果好,应用范围广泛。其缺点是清洗时需要对碱性溶液进行加热,且碱性溶液对金属有不同程度的腐蚀作用,清洗零件以后,必须用清水将残留在零件上的碱性溶液冲洗干净。常用碱性溶液的成分、清洗温度及适用范围如表2所示。 2 清洗方法 零件的清洗方法种类繁多,但从本质上可以分为机械清洗和物理化学清洗2种。 (1)机械清洗 压缩空气吹除法 对附着性不强的污垢,可利用压缩空气吹扫零部件表面,将覆盖在零部件尘土、铁屑等杂物吹扫干净。 手工去除法和工具清理法 使用尼龙刷、金属刷子、刮刀、铁钩等工具,用手工的方式清理,再使用棉织品、合成纤维品、白绸布等将部件表面的污垢擦拭干净。将刷子、刮刀安装到电动或风动工具上,依靠机械动力可快速去除零件表面的污垢。 高压水清洗法 依靠高压水枪、旋转式清洗机、通用式清洗机等设备产生的高速水流产生的冲击动能,将零部件表面、死角、盲孔及内腔等各部位的污垢冲洗干净。 磨料射流法 在水中混入磨料,形成的固、液混俞介质,将这种混合介质以高压的形式喷射到零件表面,高压水和磨料撞击污垢层后,将污±厉层击碎,并将零件表面冲洗干净。 (2)物理化学清洗 浸洗和煮洗法 将零部件浸泡在清洗液中,清洗液和污垢之间发生物理、化学反应后,污垢逐渐软化、游离,最后从零部件表面脱落。煮洗时需要将清洗液加热到沸腾状态,温度提高后,物理、化学反应发生的更快、更彻底,清洗液的去污能力会更强。 蒸汽浴清洗法 卤代烃类有机溶剂类清洗液加热后会使清洗液形成蒸汽,蒸汽与零部件的表面充分接触,并与污垢发生理化反应,将污垢快速的分解和剥离,从而达到清洁的作用。 超声波清洗法 超声波发生器能产生20kHz以上的超音频电信号,该超音频电信号通过安装在清洗槽内的压电效应换能器转换成同频率的机械振动。该机械振动在清洗槽内清洗液中辐射传播,在清洗液中形成交替作用的正压区和负压区,并产生无数个超过1000个大气压的微小气泡。气泡的形成和爆破,对清洗物表面产生高压轰击,将零件局部细微处及缝隙之中的污垢迅速剥落(空化效应)。超声波在液体中沿声的传播方向产生流动(直进流),液体的流动作用使污物与清洗液产生对流,并将污物层分解、乳化、剥离。对局部细微处及缝隙的清洗,是超声波清洗所独有的,超声波清洗原理如附图所示。 电化学清洗法 在特定的电解液中通入直流电,通过电化学的溶解、抛光作用,可将零部件表面的薄氧化膜、硫化物、夹杂层、薄金属层等彻底清洗干净。 3 清洗注意事项 清洗零件时,要保护其不受损伤,特别是加工面应保持原有精度。零件在清洗后,应检查其配合表面有无碰损和划伤,棱角部位有无磕碰和毛刺,螺纹、螺孔有无损坏。 零件清洗后,应待其上的液体干燥后才能装配,以免水或清洗液带入工程机械内部,影响装配质量。清洗后的零件如不能及时装配,应涂上润滑油,并用洁净的防潮纸包裹好,防止灰尘落入,并做好标识后存放。清洗过的零部件不应放置时间过长,以防止锈蚀。 清洗液应按照规定定时更换。更换时要认真清洗溶液槽底部和内壁的油垢,并保证每次注入足量清洗液,清洗槽应加盖防尘罩。 零部件的清洗工作是工程机械装配过程中的必备环节,严格按照以上方法选择清洗液、清洗设备,并严格执行清洗操作规程,才能获得良好的清洗效果,提高清洗效率。 机械零件论文:精密机械零件去毛刺及抛光加工工艺与质量提升 摘要:文章主要针对精密机械零件去毛刺以及抛光加工的新工艺应用进行分析,结合当下精密机械零件去毛刺以及抛光加工的具体现状等为出发点,从加工原理浅析、加工工艺的具体特点以及新工艺的具体应用等方面深入探索以及研究,主要目的在于更好的提高精密机械零件去毛刺以及抛光加工新工艺的应用质量,帮保证精密机械加工质量。 关键词:精密机械、零件去毛刺、抛光加工、新工艺应用 随着科学技术发展进步以及机械零件加工技术的创新,社会上对于机械零件加工提出更加严格的要求,传统的精密机械加工技术已经不能很好的适应社会的需要,所以不断进行创新以及优化。精密机械零件加工以及制造等方面主要是为了更好的提高加工质量,其中的去毛刺以及抛光加工更是非常重要的步骤。同时去毛刺以及抛光加工也是精密机械加工的劳动集中部分,加工费用更是全部加工中最高的一部分,在具体进行去毛刺以及抛光加工过程中,经常会遇到各种问题,需要详细掌握加工工艺原理基础上保证精密机械加工的去毛刺以及抛光加工质量。 1. 精密机械零件加工原理浅析 在进行去毛刺以及抛光加工研究期间需要针对精密机械零件加工原理进行分析,在掌握基本加工原理基础上才能保证对去毛刺以及抛光加工的深入研究。文章研究的精密机械零件加工主要是依据航天航空机械零件为基础展开,因此下文中所涉及到的各种零件都属于航天航空机械零件。 1.1AFM加工原理 AFM加工原理是精密机械零件加工中非常重要的内容,AFM主要是精密机械零件中的磨粒流加工基本原理,因为其被称之为Ab-rasive Flow Machining,所以简称为AFM。在进行AFM加工期间,需要根据加工需要配备夹具,保证加工零件的运输通道,整个加工流程顺利完成。在此基础上还需要根据加工原理的需要,选择两个相对应的磨粒流进行加工,通过固定通道来回在摩擦之后进行挤压,保证其能够均匀的撒入到通道中,及时对其进行打磨抛光。 1.2去毛刺加工原理 去毛刺是精密机械加工中非常重要的步骤,利用热能的方式展开去毛刺,这种技术被简称为TEM。利用热能方式进行去毛刺主要是依据高温的方式将精密零件中的毛刺以及飞边进行高温处理,这样能够保证毛刺清除的干净利索。将需要去毛刺的精密零件放置在密封的高温燃烧腔内,同时将其中的各种气体以及氧气等进行科学配比,保证燃烧的顺利完成。严格控制压力变化,提高腔内的压力,能够将精密机械零件中的毛刺以及飞边等进行燃烧,并且这种热度能够遍布零件的全部范围,能够深入到零件的内部,这样才能彻底对毛边等进行去除[2]。再者因为腔内中的燃烧体属于火花形式,能够在燃烧的一瞬间产生非常高的温度。因为温度的急剧上升,所以机械零件上的毛刺以及飞边等耐热性相比较机械本身比较低,所以非常容易被燃烧。当飞边或是毛刺燃烧之后会延伸到机械零件本身,在燃烧尽之后温度自然会不断下降,并且腔内包含很多氧气,与毛边的燃烧灰烬之间相融合之后产生氧化粉尘,这种氧化粉尘能够起到急速降温的作用。在燃烧结束之后将其中的氧化反应物进行清洗,保证其干净卫生。 1.3电化学去毛刺以及抛光加工原理 电化学加工手段主要是在科学技术发展以及加工技术进步基础上形成,利用电化学的方式对精密机械零件进行去毛刺以及抛光加工,不仅在时间上为机械加工进行节省,同时在技术上也得到很大的改善。这种加工方式以及手段内称之为ECM、ECD、ECP。精密机械零件加工过程中,经常因为加工通道或是各种原因导致零件本身出现很多的毛刺以及飞边,这些毛刺飞边对机械零件的应用质量会产生很大影响,所以需要采用科学方式将其去除。这种电化学方式的产生以及应用,很好的改善了这方面的问题,这种电化学方式主要是利用以及成形的机械零件进行仔细检查,在发现其中包含飞边或是毛刺等问头,连接电流催动电解液将毛刺清除,并且还能对机械零件进行详细检查,能够及时更正其中的不协调之处,这种技术在当前的精密机械零件加工中应用非常广泛,同时在时间上也做了很大的调整,所以能够很好的提升精密机械零件加工的整体工作效率。 2. 精密机械零件去毛刺以及抛光加工新工艺的具体应用 2.1磨粒流加工 上文中对磨粒流加工原理进行了详细介绍,这种磨粒流加工是所有机械加工中非常重要的步骤,对于机械加工的零件大小以及尺寸等具有重要影响,所以需要十分注意。对于不同尺寸下的小孔所需要的工艺技术形式包含很多不同。比如说直径齿轮在1-1.5毫米之间,需要采用精密的技术形式对其进行施工,并且在加工机床上安装回旋臂,若是直径在50毫米左右的齿轮就要求不仅加入回旋臂,还需要设置输送通道,保证输送通道的安全运输。而且光洁度一般能够改善五到十个等级,生产出的零件表面更加光滑而且还很均匀。这种工艺方式在航天航空机械零件生产加工中应用非常广泛,对于增压腔、气缸头、以及涡轮壳体等方面都非常实用。 2.2热能去毛刺以及抛光加工 热能加工方式在去毛刺以及抛光加工等方面也是非常常用的技术之一,这种技术不仅能够理想的将机械零件中的毛刺清除,同时还能帮助机械加工企业降低生产加工成本,提高加工速度,保证加工件数基础上对加工过程进行严格控制监督,同时防止重复加工现象的出现。这种热能去毛刺的方式在范围上进行了很好的扩散,能够将很多人工不能清除的地方进行彻底清除。 2.3电化学去毛刺加工 电化学方式是当下应用非常广泛的一种形式,这种方式在去毛刺上能够更好的保证清净,同时能够根据零件的相互去毛刺进行科学对比,在发现其中的尺寸或是设计不规格期间还能够及时发出提醒,去除其中的不规格之处,为零件的加工提供了更高的保障。 3.毛刺的危害问题 毛刺的危害问题主要有以下几种情况:第一,机械设备的配件如果存在毛刺会导致之后的制作工序的准确性与检查精准性出现问题。第二,机械设备生产产品中存在毛刺则会是机械设备各构造连接处出现卡顿状况,在机械设备自动化中问题最为常见。第三,许多电气工程设备在运行时其中存在的毛刺脱落,致使电气工程设备电路发生故障。第四,机械设备表面毛刺发生脱落,加快了设备之间的磨损程度,降低其使用寿命。 4.毛刺去除措施 在去除零件毛刺过程中,工作人员通^科学的方法在确保零件形状不发生改变的过程中对零件进行抛光技工,清除掉零件上的毛刺。在毛刺危害被人们了解的情况下,工作人员经常通过各种方法对机械零件上存在的毛刺进行清除。全球许多企业都在对去除精密机械零件上的毛刺措施进行研究。在零件设计与制作时工作人员就因该了解与掌握发生毛刺现象的问题,在根本上降低毛刺问题的出现。在零件生产过程中工作人员利用科学合理的方法去除零件上的毛刺,并不断的完善去除毛刺设备。在去除零件毛刺的各种措施中,人工方法的使用可以更好的对零件中存在的各种毛刺进行清除。在使用机械设备对零件毛刺进行清除时对其规格、均匀度都有着严格的需求。 结束语: 综上所述,对于精密机械零件加工来讲,在要求上非常严格,特别是其中的去毛刺以及抛光加工工艺更是最繁琐复杂的一种。在详细了解加工设计原理基础上,积极采用适当方式对其进行加工,消除其中的不合理之处,保证精密机械零件加工质量,从而保证机械加工的整体质量。 机械零件论文:机械零件可靠性优化设计研究 摘 要:机械产品的可靠性能够准确的衡量机械产品自身的质量,特别是在机械行业飞速发展的今天,科学技术的进步要求机械零件具备最基本的可靠性。提升机械零件的可靠性离不开设计过程的优化,为此需要从细节上重视优化设计方案的拟定。本文将分析机械零件可靠性优化设计的相关措施,结合现阶段机械零件的运用现状,明确应该采取的实际举措。 关键词:机械零件 优化设计 可靠性 提升机械零件的可靠性,需要从设计的环节解决机械产品固有的可靠性要求,同时还需要在制造过程中提供可靠保证。面对市场的激烈竞争,机械产品需要具备良好的可靠性指标,才能拥有最基础的立足根本,由此可见机械零件的可靠性优化设计至关重要。机械零件的设计应该跟随时代的发展适当的创新,同时体现出时代的特色,注重零件的使用质量和安全可靠,掌握科学合理的优化设计技巧。 一、机械零件可靠性优化设计的意义 可靠性对于机械零件来说具有至关重要的影响,主要是指通过形成产品的可靠性作目标的设计方案,同时也被称作概率设计,主要是涵盖了外荷载、承受能力及想相关尺寸等具体的指标,在服从随机因素的基础上,避免零部件出现破坏,从而形成合理的科学的设计方案,保证机械零件的可靠性和结构的安全可靠,控制好失效的发生概率。优化设计方案的提出,可以依照具体的计算展开设计的过程,确保产品的可靠程度,同时根相关的任务指标,确立可靠性标准,同时归纳零件的具体参数,帮助设计人员和生产者更好的掌握零件设计的可靠性原则。 二、机械零件可靠性优化设计的现状分析 现阶段,依靠可靠性优化设计的方案仍然较为传统,因此在设计零件的时候,还是会将零件的具体强度、应力和安全系数等作为单值分析,把安全系数和根据具体使用的某一数值进行比较分析,发现如果前者相较于后者更大,则证明零件符合安全标准。但是并没有分析各个参数存在的随机性,将各个设计参数看作是单一的确定值,无法准确的预测零部件可靠运行的实际概率,所以难以客观的选出最优方案,相关的设计人员也难以把握设计产品的可靠性。 通过概率论和数理统计的方式,可以准确的分析零件的可靠性设计技巧,这个过程就避开了主观人为因素的影响,同时,也能更加准确的把握外界条件的变化,确保设计的结果更加贴合客观情况。可靠性的设计被广泛的运用于机械零件可靠性优化设计的多种问题中,通过更加科学的方案,解决了诸多较为繁琐的传统设计方式带来的不便,更有助于满足现代社会对于精巧设计的需求。 三、机械零件可靠性优化设计的具体方案 机械零件可靠性优化设计的具体方案应该跟随时代的发展不断创新,同时也需要时刻关注零件的具体质量,确保在可靠性设计的时候,更好的掌握科学的方式方法。机械零件的可靠性优化设计相较于传统的机械设计方案来说,更有助于综合分析机械产品的功能和结构形态,体现出因势利导的优势。 (一)权衡与耐环境设计 权衡设计对于机械零件的可靠性影响深远,因此可以综合分析零件的质量、体积和成本等各个要素,确保制定出更为合理科学的设计方案。耐环境设计则可以综合分析,涉及到机械零件的诞生到运用,在机械零件生产之初,可以充分考虑到零件在整个寿命周期内所能遭遇到的各种环境,其中涉及到运输的碰撞问题、空气的干湿程度对机械零件产生的影响,经过对相关环境因素的综合分析,可以对零件生产过程中的用料、技艺等适当优化,由此确保零件自身和整个设备的安全可靠。 (二)预防故障设计法 机械设备在实际运作的过程中,往往需要调动整体运作,所以始终处于串联式的系统中。为了实现整体功能之和大于部分功能之和的目标,需要适当的优化机械零件的可靠性设计,通过对机械零件的严格挑选和控制,加之对外购零件的严格分析,可以及时明确零件本身存在的主要问题。在选用相关的零件时,还应该经过分析与验证的过程,确保在最大的程度上分析故障成果,利用较为成熟到位的经验适当分析验证零件的可靠性。 (三)简化及余度的设计 简化设计主要是指在满足了特定的功能基础上,设计的过程必须要适当的简化,比如零部件的数量应该适当的减少,避免出现冗余的情况。在机械设备运用的过程中,如果涉及到的零部件较多,则越容易出现一系列的问题和错误,可见可靠性的优化设计极为重要。简化和余度设计属于可靠性优化设计的基本原则,能够有效的避免故障并提升可靠性。简化的过程就是适当的减少不必要的部分,但是并不是减少超负荷的工作,零部件的简化应该从全方位的角度分析,仔细的分析零件的组合和具体的配合方式。余度设计需要适当的结合整体分析,也可以将其看作是备份过程。经过对完成功能设置重复的结构和备件等,确保因为局部的故障问题,影响机械设备整体系统的稳定性。 (四)概率设计法 这种方式主要是通过应力-强度干涉理论的指导作用,将应力和强度变作是分布随机变量的处理。处理设计的对象是机械零件的参数和变量部分,同时也应该符合特定的统计规律随机变量,确保构建起更为合理的可靠性设计标准概率数学模型。经过概率和数理统计理论的应用,在给定的条件下,得出零件发生破坏时的概率公式,由此计算出相应的尺寸和寿命等,确保设计出更符合要求的参数。这种方式可以及时弥补常规设计的缺陷,同时又能及时贴近生产的实际过程。 结语 综合分析,机械可靠性优化设计就是对传统设计方式的发展和完善。机械零件的可靠性优化设计能够及时掌握相关参数的随机性,同时也能在设计的过程中,及时预测零部件的可靠程度,确保更好的实现全局性的贯穿。为了更好的在竞争中占有一席之地,机械零件生产商应该注重可靠性优化设计的实践,通过正视机械零件可靠性的优化设计的重要性,在展开相关课题的讨论时,适当的加入创新思想,从而更贴合时代的发展需要。 机械零件论文:浅谈车辆机械零件的磨损与预防 摘 要:车辆机械零件的主要失效形式为磨损,根据磨损机理来讲,可以将车辆零件失效分为不同的形式,其中包括粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、气蚀等,因此,分析车辆机械零件的磨损机理具有重要作用,通过采取有效的预防措施,延长车辆机械零件的使用时间。文章就对车辆机械零件的磨损与预防展开研究。为实现车辆机械的使用时间的延长,减少车辆机械故障的发生提供一些参考。 关键词:车辆机械零件;磨损机理;预防措施;分析 引言 车辆零件失效形式多种多样,疲劳、磨损、腐蚀等是最常见的,其中磨损是最主要的一种失效形式。通过对相关资料的调查可知,较多的车辆的零件报废的原因为磨损的占有75%以上的比例[1]。车辆机械零件由于长期在较为恶劣的条件下工作,极易导致零件失效的现象发生,严重的情况下,还会导致交通事故的发生。因此,针对车辆机械零件的磨损与预防进行研究十分有必要。 1 粘着磨损 粘着磨损是车辆机械零件失效的常见的形式,其主要是由于零件摩擦表面相互接触,而使摩擦表面金属存在转移,最终使零部件出现磨损[2]。出现这种现象极易破损润滑油,最终导致摩擦过程中无法散发热量,粘着点产生塑性变形而导致被剪切撕脱,在这个过程中还会反复出现粘着再撕脱的现象。甚至还会使摩擦表面遭到破坏,最终使其无法正常运行,给车辆安全埋下隐患。粘着磨损还包括这几种形式,涂抹、轻微磨损、擦伤、咬死与胶合。 对于粘着磨损的避免方法来说,首先需要使两摩擦表面间具有易剪切的薄膜,薄膜包括油膜、边界膜等,其中使用最广泛的一种为边界膜,在润滑油中加入抗磨极压添加剂有着重要作用,其在摩擦当中能够使保护零件,使零件表面形成边界膜。将固体润滑剂应用其中,在液体润滑、边界润滑失效的情况下,能够使摩擦与磨损有所减小。其次,应选择合适的摩擦副配对材料,另外还可以将改性处理应用于零件处理中,由此避免粘着磨损的发生。 2 磨料磨损 磨料磨损也是较为常见的一种零件失效的形式,其主要是由于硬质颗粒造成相对运动的零件表面的磨损现象。造成车辆机械零件磨损危害最为严重的即磨料磨损,具体可见图1。减少磨料磨损的方法,对防止磨料进行摩擦副内有着良好的效果[3]。在使用该措施时,首先应做好“三滤”的清洁与更换工作,使其保持最佳状态。同时,全面检查各管路接头与结合面处,其目的是为了防止出现松动问题。在维修与保养车辆时,应选择环境较好的地方实施;在装配之前,要将零件清洗干净,另外,将改性处理应用于易出现磨损的机械零件中,以此使零件的表面硬度得到提升,在这个过程中,应注重摩擦面硬度高于磨料硬度,以此使零件的耐磨性得到提升,降低零件磨料磨损的现象发生。 图1 磨粒推挤材料模型 3 疲劳磨损 疲劳磨损的发生是建立在接触应力周期性的基础上,导致的摩擦面材料的疲劳破坏问题。对于该现象的防止措施,首先应保证零件的质量满足要求,主要是零件表层材料的品质应达到最佳,这样能够有效减少疲劳磨损的现象发生。由于这些杂质形状各异,极易造成其他零件的损坏。同时,将零件表层的缺陷得到减少,这些地方是导致裂纹发生的主要部分。其次,提升零件的表面品质。零件表面如果没有出现较显著的粗糙现象,说明零件的抗疲劳磨损能力就越好。另外,还可以通过一些表面改性工艺,来提升零件的抗磨损能力,最常见的有喷丸、表面渗碳渗氮等。 4 腐蚀磨损 腐蚀磨损的发生主要是由这两个因素造成的,分别为腐蚀性气体、腐蚀性液体,其相对滑动摩擦极易产生化学反应,生成的腐蚀产物极易导致材料的损失现象[4]。也可以说,这种现象发生是由于腐蚀与摩擦共同作用下所带来的后果。腐蚀磨损主要包括特殊介质腐蚀磨损与氧化磨损两种类型。其中在防止腐蚀磨损发生的策略中,首先应保证发动机工作的条件的合理性,防止其长时间在较低的条件下工作,同时还需要注意车辆的正常驾驶,车辆不可较为频繁地启动,避免车辆在驾驶过程中突然减速,以此减少腐蚀磨损的发生。 另外,将表面改性应用于极易出现腐蚀磨损的零件中处理中,采用镀锡、塑料等实现防腐蚀的保护,以此为减少零件的腐蚀磨损奠定基础。 5 气蚀 当液体与零件表面接触,并发生相对运动时,液体的饱和蒸汽压力高于液体与零件接触处的局部压力,那么溶解于液体中的气体将会形成气泡,并与液体流到高压区,气泡在这个过程中会出现一些变化,但气泡破裂时,会出现较大的冲击力与显微射流,在此作用下将会导致表层材料出现疲劳剥落的现象。在气蚀发生之前,会存在麻点坑,之后会使麻点坑的深度逐u增大,最终造成零件被穿透,造成机械故障。 对于减少气蚀的发生,首先应减少气泡的形成,如果防止气泡的产生,那么就应当采取有效方法,将机件表面之外的气泡破裂。 6 微动磨损 微动磨损指的是两个互相接触并压紧的表面间,出现低幅往复切向振动时,导致零件出现微粒脱落的现象发生。对于这种现象,应当控制零件配合表面之间振动,同时,在零件配合表面之间涂覆固体润滑剂。 7 结束语 综上所述,对于车辆机械零件磨损,不仅仅是一种磨损机理的结果,其是由多种磨损机理综合作用的结果。因此,分析车辆机械零件磨损机理具有重要作用,需要从多个方面考虑,通过采取有效的措施,使车辆机械的使用时间得到延长,以此减少车辆机械故障的发生,为保证车辆的正常使用奠定的基础。 机械零件论文:探究精密机械零件去毛刺与抛光加工的新工艺应用 摘 要:机械制造行业在发展的进程中,劳动力相对集中在精密零件精细加工环节,而这一环节工作难度系数也是相对较大的,一般情况下机械零件在加工的过程消耗的成本费用高达总生产成本的15%。文章在浅谈各类精密机械零件去毛刺与抛光加工的重要意义的基础上,着重地探究几种去毛刺与抛光加工的新工艺在精密机械零件加工与制造进程中的运用。 关键词:精密机械零件 去毛刺 抛光加工 新工艺 在精密机械零件的制作与加工的进程中,全面地提升精密机械零件精细加工质量是极为关键的,其设计了多样化的加工技术。而去毛刺与抛光两大问题一直被视为精密机械零件自动化生产进程中最大的弊病[1]。宇航产品要求10倍显微镜下观测无微小毛刺,零件表面不能有任何划伤,毛刺作为多余物一旦掉落就会严重影响卫星的安全性能。只有在高端新工艺、新技术的辅助下,机械产品的应用性能与外部美观度才有所保障。磨粒流加工、热能去毛刺和电化学加工3种新工艺技术在对金属零件表面进行处理之时取得了良好的效果[2]。 1 分析各类精密机械零件去毛刺与抛光加工的重要意义 在工业化以及自动化进程不断加速的局势中,只有机械零件毛刺在去除的情况下其零件表面的质量才会相应f 提升,也就是说无论是在产品的性能还是在装配与外观的质量以及使用年限上均达到改良与优化的效果[3]。例如在航空发电机机械系统传动中,只有去除毛刺,才会有效地规避传动系统卡死问题的出现;此外,在切削加工和装配的环节,毛刺和锐边消除以后才会强化机械零件抗疲劳的能力,从而延长机械设备使用的年限。总之,去毛刺和提高表面精度是机械零件在生产制造过程中不可缺少的工序,其可能会消耗一定的人力、物力以及财力,但是在优化产品性能方面发挥关键性的作用,可以认为去毛刺工艺环节的有效落实可以推动机械制造企业可持续发展前进的历程。 2 探究精密机械零件的去毛刺 2.1 机械去毛刺 这是一种借助切削加工去毛刺的方法,只有在加工刀具与被加工零件的毛刺或导角部位相切时,才能达到去除毛刺的目的。 2.1.1 基本工作原理 即动力刷去毛刺,这种加工方法在操作之时是极为简易的,面对经机械加工之后的零件,对其去毛刺之时,对刷子可以采用手工操作的措施,也可以使用机械操作的方法,一旦应用的是机械操纵刷子去除零件表面的毛刺,可以被称之为动力刷去毛刺或机械刷去毛刺。对动力刷的工作原理进行概述,可以将其视为一种多刃切削工具,每条刷丝都在同步地进行切削工序。在实际的加工环节中,刷子始终与精密机械零件处于旋转运动或直线往复运动这类相对运动的状态中,刷丝能够对零件产生多次的压接、摩擦、切削和弹性冲击的效果,最终达到去毛刺与抛光加工的加工目标。 2.1.2 动力刷机械去毛刺特征 优点:去毛刺效果良好,不会使机械零件表面产生划痕,同时达到倒圆、抛光、去锈的效果;可以有效地增强零件耐磨性和抗疲劳性,从而延长其使用的年限;刷子种类具有多样性的特点,可以安置于机械设备之中;在加工成本上体现经济性的特点,同时易于操控。 缺点:机械零件以及刷子的外部构造等因素,均有可能成为去除复杂型腔内部隐蔽毛刺的屏障,此时细微孔和窄缝处的毛刺很难被彻底清除;一旦毛刺高度大于300 mm,该工艺技术就无法达到对其去除的目标;此外,动力刷使用的时长是极为短暂的。 2.2 挤压珩磨去毛刺 2.2.1 基本工作原理 应用挤压一种半固态的成粘弹性的磨料介质(一般由基料、磨料和添加剂组成)渗透于待加工零件的棱边、表面从而产生磨蚀作用,实现去毛刺、倒圆和表面抛光目的。磨料的最大挤压力=介质受阻通道的横截面积×机床挤压力×100%。这一新型技术在对机械零件进行加工之前,要将零件放置于特殊设计的封闭夹具内,一定的压力和流量的共同作用下珩磨介质往复通过零件,在反作用力作用下,零件被加工部位在径向受到一定力度的挤磨、切削,从而实现去毛刺、倒圆和抛光的目标。 2.2.2 挤压珩磨去毛刺特征 优点:适用范围广;在加工环节具有方向性;精加工时间短。 缺点:不适用于较小盲孔或容积较小的空腔零件;大型的机械零件难以加工;在对机械零件加工之时存在浪费材料的现象。 3 阐述三种新工艺应用的具体实例 3.1 磨粒流加工应用实例 以0.2 mm为直径的小孔、以1.5 mm为直径的齿轮、以25 mm为半径的通道,或者是直径为12 mm的叶轮在加工的环节中均可以采用磨粒流加工技g。也就是说,在不同尺寸精密机械零件制作与加工的过程中均可以采用这一类型的工艺技术。但是技术人员在对这一加工工艺进行应用的过程中,如果面对的对象是大型机械设施的某个零件,应该做好技术应用前期准备工作,即安设专门化的输送通道。 在卫星系统进排气管、进气门、增压腔、喷油器、喷油嘴、气缸头零部件的精加工环节,该工工艺技术拥有较高的应用率。比如说在专门2工位磨粒流的生产线上粗糙的气缸头铸造件实现被精细加工的目标,优化了生产效率(30件/h)。有关数据显示该加工工艺的应用,使气缸头铸造零件表面的粗糙度从Ra4μm或Ra5μm降至到Ra0.4μm,可见降幅是极为显著的;此外该加工技术在卫星系统进排气管结构上的应用,可以有效地使废气排放量减少8%,发动机功率有6%的增幅,汽车行驶的距离是原先的1.05倍。 3.2 热能去毛刺加工工艺 该类型的去毛刺加工工艺技术最大的特点就是能够完全地依据制造者的主观意念去清除处于任何位置的毛刺,甚至可以延伸至人工无法涉及的方位,比如所机械零件的交界位置、盲孔里的毛刺等,正因如此,该工艺技术中在航空零部件和五金配件去毛刺与抛光加工环节的应用体现出巨大的实用价值。此外,该去毛刺工艺最大的优势是最大限度地压缩了机械设备整体的加工费用,使生产制造产业在单位时间内生产出更多数量的零配件,有效地规避了重复加工现象的出现。 3.3 电化学加工工艺 电化学抛光工艺技术具体在那些具有高纯净度标准的零件、人体手术植入构件、瓶模或者是形状各异对策不锈钢零件中有广泛的应用。这里笔者重点提及的内容是ECM仅仅满足常规加工方法的需求,在形状特殊化轮廓(例如柴油机的燃油喷油器喷油嘴的腔体)以及边角形状的零件加工环节是难以适用的。而ECD应用在安全气囊推进系统内表面的通孔和汇流板内部阶梯相交孔这类工件上之时,在对孔和边角进行去毛刺之时存在较大的难度系数;ECP可以大幅度地提高铣削三维轮廓(滚针轴承的滚针)表面的抛光效果。 4 结语 总之,机械零件欲要实现精加工的目标,去毛刺与抛光加工工艺技术就必须及时地引进与应用,但是技术人员在对磨粒流加工、热能去毛刺和电化学加工技术应用之时,一定要对机械零件的形状、尺寸等因素进行综合的分析[4],同时坚持经济性的原则,从而选择最优质的工艺技术,使卫星零件和机械零件的性能达到全面优化的目标,为我国制造行业获得更为宽阔的发展空间。 机械零件论文:机械零件的表面光整加工常用方法分析 摘 要:伴随着我国机械技术不断的发展以及创新。我国机械加工制造行业也有了非常大的提升。在我国机械加工领域中,如何进一步提升机械加工的精度以及表面质量显得尤为关键和重要。零件表面的加工精度以及加工质量是零件加工质量最直接的保障措施。加工零件的稳定性以及可靠性,实用性都能够在零件机械加工表面精度以及质量上得到体现。零件使用的延长方式有很多种,但是最重要的一种就是要在机械零件的加工过程中提升零件表面的加工精度以及加工质量。文章主要针对机械零件的表面光整加工方法进行详细的论述以及分析,希望通过文章的阐述以及分析能够为有效提升我国机械零件表面光整度贡献自己一份微薄的力量。 关键词:机械零件;表面光整加工;常用方法;技术' 1 我国机械零件加工过程中光整加工的具体含义以及主要特点 伴随着我国工业领域的不断发展以及提升,我国对于机械加工的零件表面质量以及精度有了更高的要求。零件的表面加工精度和质量对于零件主要有着四方面的影响;首先能够影响到零件的抗疲劳强度;其次能够影响到零件的抗腐蚀性能;再次是能够对零件的耐磨性能有一定的影响,最后是对零件的刚性接触强度有影响。因此在零件的加工过程中我们要对零件的加工质量严格的控制以及把控。零件的使用寿命以及零件的可靠性能也和零件表面的加工质量和精度有着非常大的关系。零件的光整加工主要是指零件在加工质量提升的同时还能够保障零件具有稳定的加工表面精度,有效的保障零件的加工效率。零件的加工光整程度在我国机械行业中是实现先进加工技术的一个非常重要的前提。也是我国零件加工等级从微米向着亚微米甚至是纳米等级发展的主要技术保障。光整零件Φ募庸し椒ù笾赂爬ㄓ辛街郑首先是传统意义上的机械加工;其次是非传统意义上的机械加工技术。从实际的操作技术来区分,还可以分为固结研磨和有礼研磨两种形式。抛光以及研磨是零件表面光整加工最长用到的方法。零件表面的光整加工在我国机械行业中的主要作用有六个。第一个是能够有效的降低零件加工过程中的表面粗糙度;第二个是能够有效的保障零件加工过程中表面缺陷的消除或者减轻;第三个是能够有效的改善零件表面的使用性能以及精度质量;第四个是能够对零件加工后的物理性能有很大的提升;第五个是能够均衡零件加工过程中产生的加工应力;最后一个是能够有效的对零件加工表面的光洁度以及清洁度进行提升。除此之外还能够对零件加工后的装配工作有很大的帮助,提升了零件的整体装配工艺。 2 我国机械零件加工过程中光整加工的主要方法 零件表面光整度加工方法主要有以下几种,精密磨削;砂带磨削;研磨;抛光;珩磨以及电化学抛光加工等等方法。下面针对每一项加工方法进行简单的分析以及叙述。 2.1 零件光整加工方法中的精密磨削加工方法 在机械加工过程中,零件表面光整加工的方法有很多,但是作为常规加工方法中的最后一道加工方法,精密磨削加工非常的重要以及关键。精密加工能够有效的保障零件在加工过程中的尺寸精度;表面粗糙度以及行为精度等加工要求。在零件的切削加工过程中,切削掉的零件表面尺寸越小,就意味着零件的加工难度越大。在精密加工中,使用的加工零件首先就是砂轮。砂轮的主要作用就是使用磨料对切削量要求非常小的零件表面进行切削。在这一过程中切削掉的零件表面非常小,通常情况下能够达到微米的级别。通过这一点我们能够相信,在零件加工过程中磨削加工完全能够满足零件加工最小尺寸的要求,对于零件加工精度以及形位精度和粗糙度的控制都能够达到要求。在机械加工过程中,磨削加工在零件的加工过程中使用的最广泛。在磨削过程中使用的磨削材料也是非常的多,例如软金属;不锈钢;淬火钢以及高速钢等都能够使用磨削的加工手段进行零件的加工。伴随着科学技术的不断提升,现阶段磨削加工工艺已经能够对非金属进行加工处理,特别是现阶段较为热门的半导体以及陶瓷灯非金属,质地较硬的非金属也使用磨削的加工手段来进行零件的加工。目前,几乎所有的零件材料都能够使用磨削的加工手段来进行加工,能够最大限度的保障零件的加工精度以及加工质量。但是需要注意的是精密磨削加工虽然有很多的优点,但是其加工加工效率低下的问题还是阻碍了静默磨削加工技术进一步的发展。由于精密磨削加工需要对细小的微粒进行加工处理,因此在加工过程中会产生非常高的加工温度,这样会导致加工零件在高温的作用下出现一些不良的状况,最显著的就是金属内部的金相组织容易在高温下出现变化,能够导致加工的硬化,由于加工过程中出现的高温,还能够影响零件后期的热处理淬火,最明显的体现就是精密磨削加工后的零件表面会出现一定量的表面烧伤或者是出现裂纹。因此在零件的加工过程中,要对静默磨削加工技术慎重选择,提前做好相应的准备工作。 2.2 零件光整加工方法中的砂带磨削加工方法 我国目前常常使用的加工方法还有砂带磨削加工技术,砂带磨削加工技术在目前看来是一项非常专业的加工技术。砂带磨削加工技术术语涂附磨具加工的范畴。砂带磨削在加工方法上分为两类,首先是闭式加工,其次是开式加工。砂带磨削的加工基材为混纺布,通过粘结剂的作用将磨料粘在零件的加工表面,砂带磨削的主要优点是能够实现非常高的生产效率,同时零件的磨削质量非常好,目前的应用也较为广泛。但是砂带磨削也存在一定的缺点。例如砂带的品种目前较少,砂带的质量也需要有一定程度的提升。 2.3 零件光整加工方法中的研磨加工方法 在光整度加工过程中,研磨加工技术主要就是通过相应的加工研具对加工物料进行加工,这种加工时一种微量加工,能够有效的保障零件加工表面的加工精度以及加工质量。研磨加工最主要的缺点是在研磨过程中加工速度过低,使用的加工时间较长,对加工效率有一定的影响。 2.4 零件光整加工方法中的抛光加工方法 抛光是用微细磨粒和软质工具对工件表面进行加工,是一种简便、迅速、廉价的表面光整加工方法,其主要的目的是去除前道工序的加工痕迹,改善工件表面的粗糙度,使工件获得光滑光亮的表面。传统的研磨与抛光的区别是在工具和效果上,一股研磨所用的研具是硬的,不仅可以降低表面粗糙度,而且可以提高精度,而抛光所用的工具是软的,它主要是降低工件表面的粗糙度,对加工精度无提高,甚至有时还会降低或破坏几何精度。 2.5 零件光整加工方法中的珩磨加工方法 珩磨是一种以固结磨粒进行加工的光整加工方法,它不仅可以降低工件表面的粗糙度,而且在一定条件下还可以提高工件的尺寸精度及形状精度。 2.6 零件光整加工方法中的电化学抛光加工方法 电化学抛光加工是利用电化学方法对工件表面进行的一种光整加工,是直接利用在金属表面发生的氧化还原反应来去除金属表面切削加工所残留的微观高点以降低其表面粗糙度的一种方法。 机械零件论文:机械零件设计中常见错误 摘 要:机械零件设计是在教师的指导下由学生独立完成的。装配图中体现了合理布置三视图,正确使用绘图工具及正确的投影关系。合理的零件结构、合理的箱体结构;合理的油标安装位置、合理的放油塞位置等。充分利用图册、手册、指导书等为依据,绘制出结构合理、规范的视图。通过边绘图、边计算、边修改的设计方法,发现错误、分析原因、及时改正。 关键词:视图 绘图工具 投影 设计 草图 机械零件设计是机械设计课程的一个重要的实践环节,是培养学生综合运用机械设计、机械制图等先修课的能力。通过机械传动、机械零件设计,掌握机械设计的一般规律和方法。综合训练学生设计计算能力、查阅图表能力、绘图能力。运用标准、规范,查阅手册和图册的能力。在指导学生课程设计的过程中有以下问题。 1 合理布置三视图 三视图是指主视图、俯视图和侧视图。一张完整A0图纸,除了三视图,还要标注必要的尺寸、形位公差、技术要求、标题栏和明细栏。合理布图,视图之间留有足够空间来标注尺寸,视图与图框之间也有相应的距离。不合理布图集中于整个图面的左侧或集中于下半部,视图画到边框线以外,无法标注。 2 正确使用绘图工具 绘图r多数同学使用自动铅笔或2B铅笔,少数同学用HB铅笔,还有的同学不会削铅笔。正确的方法是选用中华绘图铅笔HB打底线,用2B铅笔加深,削铅笔时从标铅笔型号的另一端开始,切记不要用卷笔刀。在绘图时,学生用三角板绘制水平线和垂直线,这样图面的水平线和垂直线就达不到要求。另外还有的同学把丁字尺当作直尺用,这样画出的图也不美观。常用的绘图工具有丁字尺、三角板和圆规。丁字尺有尺头和尺身构成,尺身有刻线的一边为工作边,符合要求的丁字尺,尺头的内侧与尺身工作边必须垂直。丁字尺用于画水平线。绘图时,由尺身的内侧边靠紧图板左侧导边,上下移动即可由丁字尺的工作边画出水平线。三角板可画出直线,也可与丁字尺配合画出垂直线和45°剖面线。 3 正确的投影关系 正确的投影关系,即:长对正、高平齐、宽相等。由于二级减速器结构尺寸相对比较大,多数同学都能做到长度对正、高度平齐、忽视宽度相等。因为这个宽相等是俯视图的宽度和侧视图的宽度相等。少数同学侧视图的宽度和俯视图的宽度不等,这就需要修改图纸或者重画。还有错误较多的轴承旁联接螺栓铸造凸台的投影。又如M12螺栓投影主视图正确,俯视图投影画成直径8 mm、10 mm、12 mm、14 mm等。有的投影关系对上了,尺寸不对。还有的尺寸对上了,有的投影关系不是偏左就偏右了。正确的是M12螺栓投影主视图正确,俯视图投影画成直径12 mm圆,而且在同一投影线上。 4 稳固的机座 设计时应保证机座有足够的强度和刚度。箱体壁厚8 mm,为增加机座底凸缘刚度,取机座凸缘厚度20 mm。机座凸缘的宽度应超过机座内壁以增加机座的刚度。如果机座凸缘的宽度没有达到或超过机座内壁,则机座的刚度不足,受力较差,易变形。 5 带油轮的设计 在设计二级圆柱齿轮减速器时,考虑润滑条件,为使高速级大齿轮和低速级大齿轮直径接近,取i1=1.4i2。当高速级齿轮传动模数m=1.5 mm,低速级m=3 mm时,会出现低速级大齿轮浸油深度超过1/3R时,高速级大齿轮才能得到浸油润滑,使得低速级大齿轮搅油损失功率过大。为解决这个问题低速级大齿轮浸油深度10 mm,高速级大齿轮采用带油轮润滑。带油轮常用塑料制成,带油轮的宽度是大齿轮宽度的1/2,带油轮浸油深度为10 mm。带油轮用带有螺纹的销轴固定在箱体内壁,带油轮与箱体之间有一个塑料套筒,保证带油轮与大齿轮中间部位啮合。 6 箱体结构设计 在小齿轮一侧,箱体轮廓圆弧半径通常大于小齿轮中心到凸台处的距离。 由于主视图中齿轮投影只画分度圆,在确定箱体内壁时会忽视齿顶高,产生齿顶圆与箱体内壁刮砰等现象。正确方法应保证齿顶圆与箱体内壁10 mm的距离。 7 油标指示器选择 油标指示用来显示油面的高度以保证油池中油量正常,一般设置在箱体上便于观察油面的部位。多数同学选用油标尺,油标尺上有最高油面刻度和最低油面刻度,油面高度位于这两个刻度之间视为油量正常。设计时,注意选择在机体上放置的位置及倾斜角度。在不与机体凸缘相干涉,并保证顺利加工及拆装的情况下,油标设置位置尽可能高一些,倾斜放置时与水平夹角不小于45°。当减速器安装位置过低或过高,不便于安装油标尺时,可采用圆形油标。如果油标指示器位置选择错误,加工时产生刮砰,易打刀;位置过低、溢油。如果油标指示器位置选择正确,则加工时不产生干涉,油面位置满足润滑要求,拆装油标方便。 8 装配草图的检查 装配草图的检查中有如下问题:(1)少数同学布图不合理,主视图和俯视图画到图框以外。(2)少数同学粗实线细实线不分。(3)还有的同学画出齿轮或轴承轮廓,剖面线就画出来了。这些错误,有些同学只有一项,也有些同学有若干项。正确方法是先画出三个视图中心线,可避免布图不合理;先画俯视图草图,用细实线画出齿轮、轴、轴承、套筒、箱体及端盖的轮廓,再向主视图投影,最后向侧视图投影。当装配草图检查没有错误时,中心线和齿轮分度圆绘制点画线,零件轮廓线绘制粗实线,剖面线和尺寸线绘制细实线,剖面线和尺寸线是在图面加深以后最后绘制。 除了上述基本的错误以外,还有以下结构及工艺错误。如:启盖螺钉、吊耳处箱体结构、定位销、油标、放油塞、凸缘螺栓等。具体如下:(1)启盖螺钉工作螺纹长度不足。(2)吊耳处,箱体内表面为斜面。(3)定位销过短。(4)油标与水平面小于45°,开口处润滑油外溢。(5)放油塞,开设位置过高。(6)轴承旁螺栓和凸缘处螺栓,两处都是铸造的未加工表面,易受偏心载荷的作用。 针对上述错误改正如下:(1)启盖螺钉工作螺纹的长度应大于机盖凸缘的厚度。(2)吊耳处箱体结构,机盖内表面螺纹处增设凸台,防止偏钻打刀。(3)定位销的长度应大于箱盖和箱座联接凸缘的总厚度,以便于拆装。(4)油标与水平面不小于45°,以便于加工和装配时油标不与凸缘干涉。(5)为了将污油排放干净,应在油池的最低位置设置放油孔。(6)凸缘处在安装螺栓头及垫圈处,锪出沉头座保证支承面与螺栓轴线垂直(轴承旁螺栓和凸缘处螺栓错误相同)。 9 结语 通过机械零件课程设计的训练,使学生掌握了机械零件设计的一般方法和步骤,学会了查阅手册、图册,使学生学会了综合运用所学知识。同时深刻体会边设计、边计算、边画图、边修改的原则,使设计图纸成为生产用图纸,为工程实际服务。 机械零件论文:探讨表面强化技术在机械零件中的运用 摘 要:机械零件出现失效的问题大多是从表面开始,因此,表面强化技术在机械零件中运用具有十分重要作用,可以提升零件的性能,比如,耐腐蚀性、耐高温性以及抗疲劳性等。不但提升材料性能、挖掘材料的潜力,而且可以有效提升零件的寿命。 关键词:表面;强化技术;机械零件 机械零件在运转过程中出现失效的原因在于零件的材料已经不能适应机械工作的环境,本人总结主要由三方面导致:由于腐蚀导致失效、由于工作强度过大而失效以及由于磨损而失效。失效总是先从机械零件表面开始,之后在影响到零件的内部结构,进而对机械的使用造成严重的影响。需要注重机械的零件使用情况,尤其是零件表面的材料,延长零件的使用寿命,提高机械零件性能。 1 表面强化技术的涵义以及意义 表面工程主要是指通过一些化学和物理的工艺让机械零件表面的材料以及性能得到改善,提高零件的抗压强度和耐磨性,其工艺内容主要包含了表面改性、表面加工、表面处理、表面涂层等。表面工程是影响零件成分、性能以及组织结构的关键性技术。表面强化技术能够通过不同的工艺手段来增强零件材料的硬度、强度、性能、组织结构等,使零件更加耐腐蚀、耐磨,增强零件的使用寿命。在零件中使用表面强化技术能够达到节约材料、挖掘材料潜力的目的,可以制造出不同的表面强化层,进而使经济效益得以提升。上个世纪60~70年代时期,在工业领域逐渐引进了激光束、离子束、电子束等技术,致使工业生产开始进行表面处理,同时国家对这方面展开研究,并在表面处理技术上取得一些进展。90 年代,表面工程技术逐渐系统化,出现表面工程学。这些都推动了表面工程技术的发展,也推动了其他相关技术的发展和进步。 2 对材料进行表面强化技术的意义 (1)可以挖掘材料潜力。在实际的生产工艺中,传统的表面强化技术,比如淬火技术、热处理技术等,它可以让零件的材料抗强度性更高、耐磨性更高,同时也可以承受更大的冲击力,韧性非常好,进而使零件的寿命得到大幅度提高。近代的一些表面处理技术,更可以增强零件材料抗强度性、耐磨性、耐腐蚀性、韧性、抗疲劳性等方面的性能,提高零件的使用寿命,如离子注入技术。 (2)有效节约零件材料。机械运作需要特殊零件材料,这些材料尽管性能比较好,但是非常稀缺和昂贵,给生产造成巨大的压力。表面强化技术对一般材料进行处理后,材料的性能会得到加强,可以代替一些特殊的材料,节约生产的成本,同时能节约零件材料。比如对钢件渗铝后,可提高钢件耐腐蚀性以及抗氧化性,同时也可以保持钢件的韧性,其在机械、汽车、建筑、石化等行业运用十分广泛。 3 常见的表面强化技术使用 (1)不改变材料表面成分的表面强化。不改变表面化学成分的表面强化技术一般有激光处理以及表面形变两种技术。表面形变技术已经在一些机械零件表面得到广泛使用,如齿轮、链条、弹簧等,在生产工艺中常用的表面形变技术有喷丸、摩擦强化、爆炸冲击强化、滚压等。其中,喷丸主要是根据弹丸高速的冲击力来撞击零件表面,使零件表面的密度更加紧实,从而形成硬化层。激光处理是一种零件表面加工的新技术,主要是将激光束照射零件表面材料,在材料表面吸收红外线的能量后达到非常高的温度后形变,但零件内部却是冷态,使零件表面迅速冷却,进而产生淬火效果。激光进行淬火后,材料表面硬度比普通淬火要高,同时淬硬层更厚,零件的耐磨性以及使用寿命大大提高。 (2)表面岽理的强化技术。对表面进行热处理的表面强化技术主要是通过零件材料的形态变化,进而使零件材料得到强化,例如,表面淬火。这种技术通过流动粒子炉、感应、电接触等传统加热工艺进行加热材料,属于低能量的表面强化,常被用于齿轮、机床等零件的表面强化上。高能量密度强化技术是在热处理表面强化技术上发展起来的,它主要是通过激光对零件材料进行瞬间扫描加热,使零件材料从珠光体快速变成奥氏体,之后再由零件自身进行冷却,使表面得到高硬度马氏体组织。这种表面强化技术主要在动力机械的零件上应用,如汽车、轧棉机的齿轮等,其可以提高零件材料的使用寿命。 (3)化学热处理表面强化。化学热处理的表面强化技术主要是将零件放在活性介质之中,在对其加热到相应的温度时,这样其他的元素便会渗入零件的表层,并改变零件材料表层的化学成分,使其具有特殊性能。这样的技术,能够提升零件的使用寿命以及抗疲劳的性能。此外,提升零件抗腐蚀能力以及抗氧化的能力,并且降低零件摩擦系数,改善零件润滑性,减少零件运行的摩擦。 (4)表面涂覆层的强化技术。在金属的表面上可以涂上一层或者几层特殊材料的薄膜,可以使用物理法或者化学法,这样的零件涂覆层的技术,主要包括电化学法、离子注入法以及气相沉积法。其中,电化法以及气相沉积在我国得到广泛应用以及技术相当成熟,此处不做说明。离子注入技术是将几万或者几十万的束流离子注入在材料的表面上,提升材料表面性能。比如,汽车在模具当中注入钠离子之后,可以延长汽车的使用寿命,甚至延长寿命达到十倍以上。又比如,在TI64AL4的材料当中注入钡离子之后,可以促使这种材料在温度六百摄氏度以上的情况下,氧化的速度得到大幅度的降低,大约可以降低80倍。此外,将离子注入在不锈钢或者轴承钢当中,可以促使不锈钢以及轴承钢的使用寿命得到大幅度的提升,可以提升几倍甚至几十倍。 4 结语 综上所述,随着技术的快速发展,在机械零件制造的过程中已经使用了表面强化技术,表面强化技术可以提升零件的使用寿命以及性能,增强零件的抗腐蚀性、耐疲劳性以及耐高度能力,相关技术人员应当在零件加工中广泛应用表面强化技术并且加强对表面零件技术的研究。 机械零件论文:数字图像处理在机械零件测量中的应用 摘 要:随着我国科学技术水平的发展,数字图像处理技术被不断应用在各个领域中,其中,在工业生产自动化系统中,数字图像处理技术得到了广泛应用,这对于我国提高工I化自动水平提供了技术支持。自动化、高精度化和客观化是应用数字图像处理技术的机器视觉的特点。该文针对数字图像处理技术在机械零件测量中的应用问题进行分析探讨。 关键词:数字图像 图像技术 机械零件 测量 由于我国数字图像处理技术的快速发展,在机械测量中取代了传统利用卡尺测量的方法。数字图像处理在机械零件测量中的应用,使测量工作的效率得到了有效提高,最大程度地保证了检测任务能及时、高效完成。机械零件测量的速度和精度是机器视觉所强调的,大大提高了工业现场的可靠性。通过数字图像处理技术测量机械零件,有利于提高零件的精度和准确度。 1 图像测量系统 光源、计算机、CCD相机、传感器、支架、零件移动平台等各个部件是图像测量系统的主要组成部分。图像测量系统原理图如图1所示。 机械零件的图像通过CCD相机获取,再利用计算机图像测量系统对所获取的图像进行预处理,使用测量软件测量机械零件的图像。由于受现场各种因素的影响,如受照明条件的影响,容易影响现场机械零件测量的精度。在此条件下,就要求测量人员对影响测量机械零件精度的因素进行处理,在现场采用环形光源,有利于避免机械零件产生阴影,影响测量精度。此外,环形光源的使用。使光线与机械零件近似垂直,使机械零件在环形光源的照射下更加明亮,便于分割零件图像,从而提高机械零件的测量精度。此外,在测量机械零件过程中,有的机械零件较大,导致CCD相机无法一次获取全部数据,这就要求使用双重坐标系来测量,双重坐标系是由面阵CCD相机和高精度的计量光栅单元共同组成的。由双重坐标系采用轮廓跟踪的方式进行检测,从而对机械零件的实际位置进行确定,进而提高机械零件的测量精度。 2 机器视觉技术在机械零件测量中的应用 2.1 利用机器视觉技术对机械零件进行精密测量 由CCD摄像头、计算机处理系统和光学系统共同组成了图像检测系统。图像检测系统的工作原理是先用平行光束照射待检测的机械零件表面,光源利用反射光,将机械零件的轮廓利用光学显微镜进行放大,然后将放大后的机械零件通过CCD摄像头使其成为图像,在计算机处理系统中输入成像后的数据,并对数据进行分析,从而对机械零件的定位进行精准测量。此外,在针对机械零件获取位移量的问题上,先移动需要检测的机械零件,对数据进行测量,再按上述方式对机械零件再测量一次,机械零件的位移量就是两次测量结果之差。在测量过程中,如果被测量的机械零件的两次轮廓线出现在同一个成像位置,该轮廓线的实际尺寸就是该机械零件的位移量。对于体积小、形状简单和生产数量多的机械零件使用此种方式检测具有明显的优势。 2.2 利用机器视觉技术对机械零件进行预调测量 利用光学投影对机械零件进行定位是传统的机械零件预调测量方式,通过光栅数显表将测量数据显示出来,但是此种方法要求相关测量人员具有较高的专业技术水平,此外在此种方式的使用上需要投入大量的人力,造成人力资源分配不合理的现象,阻碍了工作效率的提高。针对此种现象,新式预调测量仪在专业人士的创建改善后被应用到机械零件预调测量的工作中。新式预调测量仪,在传统的光栅测量技术的基础上,对机器视觉技术、计算机处理技术和机器自动控制技术等相关技术进行引进。这些先进技术的引进,对传统的机械零件预调测量模式进行改善,机械零件的光栅测量技术与机器视觉技术相结合的新式预调测量仪的应用,优化了操作流程,提高了工作效率,在提高机械零件测量精度方面也有十分显著的效果。 2.3 利用机器视觉技术对机械零件进行逆向测量 以三角法为基础,把机器视觉技术应用在逆向工程机械零件的测量中,对机械零件表面轮廓利用应用线结构光进行测量,是快速轮廓视觉测量技术。在机械零件的测量表面投射平面条纹结构光,使测量表面在光的照射下产生不同形状的条纹,从而开展机械零件表面的分析工作。此外,在摄取机械零件表面条纹的图像时,必须把经过视频信号的CCD摄像头转化到模拟信号模式,再进行模拟信号转化数字信号的工作,在此工作完成之后对所得数据进行保存,最后用计算机处理系统对所得图像进行处理,得出机械零件模型图,从而对机械零件进行测量。 3 结语 机器视觉技术和数字图像处理技术的快速发展,使其在机械零件的测量中得到了广泛的应用。该文从图像测量系统、机器视觉技术在机械零件测量中的应用两方面进行分析,得出数字图像处理技术具有工作效率高、测量结果精度高、可靠性强、节省人力资源且有实时性等特点。在测量机械零件的工作中使用数字图像处理技术为我国工业的进一步发展奠定了基础。 机械零件论文:浅谈机械零件制造成本估算系统 摘 要:在机械零件的制造过程中,零件的可制造性的指标有很多,其中重要的一个就是零件的制造成本。零件的制造成本不仅是其可制造性的重要指标,同时还是产品设计的反馈。因此,机械零件的制造成本估算对于帮助设计人员了解机械的成本和及时的对成产品进行改进有着很大的作用。只有做好成本估算,设计人员在设计机械零件的过程中才更够把握好每个零件设计所需的成本,准确的控制住整体成本,并及时的改进。这就在很大程度上影响着企业的生产和经营活动,同时对产品的质量和价格等有着重要的影响。本文主要根据机械零件的特点等进行了分析,简单的研究了机械零件制造成本估算系统。 关键词:机械零件;制造成本;估算系统 在机械制造中,要向做好成本分析,降低相应的成本,首先要做好成本估算。而在成本估算中,制造成本的估算是其中最重要的部分之一,它是整个成本估算的基础,因此制造成本的估算是极为重要的部分。制造成本的估算,主要就是指从产品的设计特征转换到产品制造成本,并将相应的信息传递给零件的设计人员,并尽快的做出相应的决策。制造成本估算的速度和准确率,直接影响着企业的经营活动和相关的管理工作,同时对企业的决策和分析产品数据的准确性有着重要的影响。在早期的成本估算中,由于估算方法较为传统,不能有效的反映零件的加工情况,掌握加工过程中的一些信息,因此估算系统需要不断的改进,使其能够对零件进行详细的分解。 一、机械零件制造成本估算系统的框架结构 一般来说,机械零件制造需要根据零件的功能和核算的准确性等进行划分,保证成本的估算能够尽可能的准确,接近实际成本。成本估算系统一般分为: 1、分类编码及相似检索模块; 2、基于神经网络的成本估算模块; 3、基于相似性的模糊成本估算模块; 4、基于工艺的交互式成本核算模块; 5、基础数据库管理模块。 在成本估算系统中,各个模块之间有一定的联系,并且相互之间的影响也是较大的。如果利用成本估算系统来对零件的制造成本进行估算,那么对于每一样零件成本的估算,都需要该零件的具体信息。因此,在这个过程中,不同零件的信息会与其相对应,输入零件信息的时候要根据所选估算模块的需求和特点,来输入相应的参数。 二、机械零件制造成本估算 (一)网络模型建立 在机械零件制造成本的估算中,本文主要使用神经网络系统对机械制造成本进行估算。在神经网络系统中,误差网络神经传播是最为重要的一种,也是使用最广泛的估算方法。从结构上讲,模型网络是一种多层网络,其中分为输入层、隐层和输出层,在几个层面之间,基本都是采用全连接的方法,这就使得整个网络系统的联系有所增强。BP网络模型相对于其他的网络模型具有更强大的功能,在自组织、自学习方面都较强,且具有非线性处理功能,因此,机械零件的成本在设计阶段就可以得到较好的控制。由于BP网络之中包含着隐含层,在N维到M维之间的映射就可以很好的完成,因此为了使所需的网络结构显得简单方便,可以使用含有隐含层的网络对机械零件成本进行估算。 (二)确定相应的网络结构 在零件的制造过程中,由于其构成的类型较多,且每一种类型的特征有所不同,如果全部都使用同一种结构,那么它所牵涉的网络就会很复杂,需要很多的时间和精力去学习。而若是专门设置一个集成的网络系统,为每一个类型的零件都设置一个子网络,那么每个相应的子网络就会根据零件类型的特征而显得不同,更加的符合零件制造的需求。这样就能够更好的对对应的子系统进行训练,并从中获取所需的参数和信息等。在这个过程中,首先要根据零件的类型,去选择与其相符合的子系统,并利用起相应的参数,经过系统的估算,来计算出零件的制造成本。 (三)系统的实现 根据前面的模型系统和估算方法,再利用相应的软件作为具体的开发工具,对零件制造成本估算系统进行编制。这个成本系统主要包含了几个重要的模块,而网络结构成本估算模块中又有几个子系统,专门用于针对零件特征类型的。这些子系统的功能是根据所对应的零件类型的特征和需求来设置的,这些系统的设计需要根据具体的零件数据信息来完成。 三、结束语 本文主要针对零件的制造成本估算系统进行了一系列的分析和研究,使用神经网络估算法对相应的零件成本进行了计算,尽可能的提高了估算的准确性,且在一定程度上节约了时间和精力,产生的效果较为明显。这种方法不仅提高了零件制造成本估算的准确性,同时避免了一些复杂的计算关系,使系统变得相对简单,提高了估算的速度。但目前我国的机械零件制造成本估算系统还需要进一步的完善,尽量减小估算的误差,使其更加接近实际成本,减少不必要的损失。从以上可以看出,在早期的机械零件制造成本估算中,运用神经网络的方法是可行的。 机械零件论文:浅谈复杂机械零件的六面体有限元网格生成方法 摘要:目前,飞机、车辆以及机床等机械制造业迅速发展,其中很多关键部位的零件并不是呈规则分布是,具有复杂性特点。所以,关于复杂机械零件的有限网格生成具有非常广阔的应用前景,其中六面体网格和传统的四面体网格相比,具有显著优势,所以是有限元网格生成的首选方法。为了提高六面体网格的适应性,扩大其在复杂机械零件生产中的应用,本文首先论述了六面体网格的必要性,然后对其主要生成方法进行了讨论。 关键词:复杂机械零件;六面体;有限元网格;生成方法 近几年来,在工程领域中,有限元法可以解决很多工程问题,是一种近似的数值法。在进行有限元仿真时,必须要对连续体进行离散化处理。为了让离散的网格无限接近连续区域,保证计算的结果在误差允许的范围之内,就必须确保离散后网格的高质量。目前,二维平面的网格生成方法比较成熟,但是在三维立体的有限元网格,尤其是六面体网格中,其生成方法还存在较大争议,还有很多问题需要解决。下面,我们就从如下两个方面对复杂机械零件中应用六面体有限元网格的重要性和常用的生成方法展开讨论。 一、复杂机械零件应用六面体有限元网格的重要性 在对复杂机械零件进行有限元的仿真过程中,要确保计算结果的准确性和精确性,就必须对单元类型因素进行综合考虑。由此可知,单元类型的选择在有限元的仿真计算中具有非常重要的作用。如果复杂机械零件需要对体积成形的刚塑性或者钢塑粘性进行有限元仿真,那么单元类型的选择就尤为重要。 刚塑性或者钢塑粘性有限元具有三个主要特点:第一,这是一个很大的变形过程,在对其进行有限元计算时,需要对网格进行多次划分,会消耗大量的时间,而且每划分一次,都会影响其精确度。第二,它属于非线性问题,需要迭代求解,对效率进行计算。第三,工件和模具之间的动态接触需要进行多次处理,但是每一次处理都会让模型的体积产生影响,导致计算精度的误差增大。上述三个问题的产生都和单元类型的选择具有密切联系,如果选择合理的单元类型,可以减少网格的划分次数,减少相同的高斯积分点数,提高计算结果的精确度和计算效率。 六面体有限元网格单元具有很好的变形特点,计算的精确度高,所以在三维立体的有限元仿真中被广泛应用。在复杂机械零件的三维有限元仿真中,单元必须具备一定的刚性,也就是抗畸变能力,这样才能避免网格的重复划分;同时也要具备一定的柔性,即变形特性,这样才能将变形的过程真实的反映出来;另外,较高的计算精确度也是必不可少的。 目前,四面体和六面体是复杂机械零件体积成形有限元仿真的主要单元,但是通过大量的实验研究和计算表明,六面体单元计算的准确度高于四面体单元,所以在复杂机械零件的成形过程中,应该首选六面体有限元网格。 二、复杂机械零件六面体有限元网格的常用生成方法 (一)单元映射法 这种方法是三维网格生成中使用最早的,具体步骤如下:①将立体图形进行交互划分,分成几个具有20个节点的六面体区;②利用函数映射原理,对六面体区进行更进一步映射,将其分成若干个具有8个节点的六面体单元。所以,这种网格生成方法的操作比较简单,能够生成比较完整的结构化网格。这种生成方法最大的局限性在于,复杂机械零件的表面并不是平整的,而是具有复杂性特点的自由曲面,会对计算结果的精确性产生较大影响。同时,采用人工方法进行分区会消耗大量的时间,自动化程度较低。目前,虽然有研究学者提出了整体规划技术,实现了分区的自动化,但是在复杂机械零件的区域划分中,还是很难进行自动分区。 在单元映射法中有一个特例,即曲面映射法,能够对几何曲面进行离散化处理。有学者对这种六面体有限元网格的单元映射自动生成技术进行了研究,在这个过程中,自然坐标的分割可以利用加权因子进行控制,生成的有限元网格的密度也有所不同。对原域为单连通凸区域的简单形体及原域为复连通凹区域的复杂形体,该种方法均可生成质量较高的网格。 (二)栅格法 这种方法的具体步骤如下:①提前制作网格模板;②将需要进行网格化出来的复杂机械零件放置在模板上;③在零件的实体内部,尽可能多的填充一些规则的网格,例如长方体或者正方体;④根据零件实体的边界特征,对边界上的网格性状和连接关系进行调整,让边界上的六面体单元能够无限接近其真实形状。这种网格生成方法的最大优势就是,自动化程度较高,生成的速度较快。同时,边界单元的质量不高是其最大的缺点,而且单元网格的尺寸比较接近,无法对网格的密度进行有效控制也限制了该生成方法的应用。由此可知,这种网格生成方法的未来发展趋势就是:控制实体内部的初始规则网格的尺寸,以控制最终形成的网格的密度,采用拆分中和合并单元等网格结构重组的方法,以及网格优化算法来提高边界单元的质量。 除了单元映射法和栅格法之外,几何变换法、改进八叉树法、模块拼凑法、单元转换法和B样条曲面拟合插值法等都是复杂机械零件六面体有限元网格常用的生成方法,需要在今后的研究中进行深入探讨。 机械零件论文:分层教学在《机械零件数控加工》课程中的探索 【摘要】根据教育部因材施教的教学原则,针对学生的个体差异,从以学生为本,满足学生需求的基本目的出发进行分层教学,使不同水平的学生都能得到合适的指导并取得发展。本文通过对《机械零件数控加工》课程分层教学的分析和尝试,证明在此类课程中进行分层教学更加有利于教学的进行和学生的发展。 【关键词】分层教学;数控加工;个性差异 随着社会的不断发展进步,忽视学生个性发展的统一规格教育的弊端不断显露出来,造成大学教学出现费时低效的局面。随着教育改革的不断发展,差异性教育符合了现代教育理念,针对学生的个体差异,以及教育部因材施教的教学原则,从以学生为本,满足学生需求的基本目的出发进行分层教学,使不同层次的学生都能在自己的“最近发展区”内获得发展。 因此在我国高等院校,尤其是高职院校中,综合分析多种情况,进行分层教学的的研究越来越广泛,并且不断深入。现针对我校的具体情况进行分析和研究,并通过实验,得出实验结果并进行分析。 1 学生个体发展的不同要求进行分层教学 我院属高等职业技术院校,存在很多鲜明的特点。招生生源多样化;招生的学生思 想活跃,差异较大;学生能力水平不以及机械零件数控加工这门课程本身的特点等等,都为实施分层教学提供了必要依据和可操作性。 1.1高职院校招生途径和生源多样化。 现我院的招考途径主要有自主招生,单考单招、国家高考统一招生等几种方式,每种招 生方式对学生的能力考核和要求都是不同的;就生源上讲,有普高生和中职生。由于高中阶段教育侧重不同,普高生和中职生在理论掌握和动手能力等方面都有很大的不同。因此,重视这种不同,根据各自不同的特点进行分层教学是非常必要的。 1.2学生自身特性的差异。 学生自身能力差异在实训实践课堂表现会更加明显,往往这种差距比较大,这也为我们 分层教学提供了条件。数控加工实训课程是一门动手能力要求很强的实践课。而由于我们招生生源的不同,中职生和普高生在实践经验和动手能力方面存在着很大的差异,这给我们提供了分层教学的理论基础。 1.3学生职业生涯规划的不同。 高职学生对自己的职业生涯已经有了基本的规划。因此学生对课程内容的难度需求会有不同。进行分层教学可以使学生有目的的进行学习。 2 《机械零件数控加工》课程特殊性的需要 近年来随着职业学校招生途径的多样化,不同生源之间文化水平和技能水平差距越来越大,普通的统一的课题教学模式和内容已经不能满足不同水平学生的学习需求。特殊的课程教学模式和要求更加适合分层教学模式 2.1目前我们的数控加工实训课程存在的主要问题。 统一的教学内容不适合个人能力上存在梯度的学生。数控加工实训课堂教学内容一样,但高职学校的学生的能力和需求差距很大。比如原中职的同学,已经掌握基本的设备操作方法,能加工普通的机械零件;但普通高中升上来同学,数控机械设备还是第一次见到,可以说是零基础能力,相对后期的学习压力就会很大。 2.2统一的教学方式,学习效果不好。 现在统一规格的教学内容,在教学和实践过程当中,往往是几个会做的同学包办所有零件的加工。这样就会造成水平高的同学没有更进进步,水平低的同学没有学到知识。同学之间的能力差距会越来越大。 2.3课堂氛围不活跃。 由于同组的人能力相差悬殊,缺乏互相的学习、沟通和协作。 2.4考核评价激励作用不足。 由于学生的能力和未来的就业方向的差异,同样的考核评价体系起不到足够的激励作用。 3 分层教学形式的确定和实施 通过分析我校学生的各方面特点,以及根据《机械零件数控加工》课程的具体特性,以大一第二学期的某班级学生为主体,我们制定了分层教学模式,并进行了实验。 3.1以学生为本,满足学生需求 根据学生的不同水平进行层次的划分。在了解学生的生源、能力、学习意愿的基础上把 学生初步分层几组,进行分层次的教学和辅导,经过一段时间后,根据学生学习的状况可以进行二次的分层,即实现动态的分层,满足不同时间段学生的真实需求。同时要注意分层的隐形性,考虑到学生自尊心和自信心的保护。 3.2因材施教,打造饱满课堂 根据学生的分层,教师进行教学目标分层,重新进行了教学整体设计和单元设计,从而完成教学内容的分层;在上课过程中对学生进行分层的辅导。充分把握辅导时间和辅导内容,使整个课堂人尽其才,充满生机和活力。 3.3分层考核,有效激励。 对学生课程考核进行分层。消除以前的顺序排名制,进行分层次顺序排名。对每个层次优秀的学生进行同等的激励,对在同一层次里成绩提高的学生进行特别的奖励。这样使得学生能够充满学习的渴望,不断要求进步。使考核真正对学生进步起到激励作用。 3.4 实施结果分析 通过一个学期的分层教学。试验班级和其他并行班级相比,学习热情和学习效果都有了明显的提高。在教学过程检查记录中发现,课堂热情和课堂纪律和学生参与度都是比较高的;在课程结束后的数控中级考证中成绩也明显优于其他班级。 因此,分层教学在《机械零件数控加工》课程中的应用是非常必要的。同时此种学方式也适用于其他以操作训练为主的实训课程中。 机械零件论文:浅谈机械零件的测绘方法 摘 要:机械零件测绘是学生进行产品设计入门的初级阶段,也是对机械制图这门课程的实践,学会机械零件的测绘方法,对机械专业的学生十分重要。 关键词:零件测绘 步骤 注意事项 笔者刚参加工作时,虽说刚从学校毕业,但好像觉得什么都不懂不会,什么都要问师傅。那时就觉得在学校实践太少,对相关知识联系太少。所以笔者认为,学生走出校门走上社会工作岗位,在学校的时候应该多参加实践课,多积累一些工作经验是很有必要的。机械零件测绘是在校机械专业学生进行零件产品设计入门的初级阶段。现在又有人把这种方法称为反向设计法,对学生而言,实践性很强。作为机械专业的学生来讲,学会零件的测绘是非常有必要的。那么,机械零件如何进行测绘呢?方法其实比较重要。 一、零件测绘的概念 所谓测绘就是对已有零件进行分析,以目测估计图形与实物的比例,徒手画出草图,测量并标注尺寸和技术要求,然后经整理后画成零件图的过程。测绘零件大多在车间现场进行,由于场地和时间限制,一般都不用或只用少数简单绘图工具。徒手目测绘出图形,其线型不可能像用直尺和仪器绘制的那样均匀笔直,但不能马虎潦草,而应努力做到线型明显清晰,内容完整,投影关系正确,比例匀称,字迹工整。 二、零件测绘的步骤 1.分析零件 在最初设计时,一般都赋予零件某种功能,以及在机器当中担负的作用。为了把被测零件准确完整地表达出来,相关的精度和尺寸要标注清楚,所以我们应先对被测零件进行认真的分析,了解零件的类型以及在机器中的作用,所使用的材料及大致的加工方法。 2.确定零件的视图 为满足生产的需要,零件图的一组视图应视零件的功用及结构形状的不同而采用不同的视图表达方法。关于零件的视图表达方案,主要分两个方面: (1)主视图选择:主视图的选择应遵循两条原则: ①应反映零件的主要形状特征; ②尽可能反映零件的加工位置或工作位置,当这些位置难以确定时,应选择自然放置位置。 (2)其他视图及表达方案的选择。若主视图未能完全表达零件的内、外结构或形状,就应选择其他视图或表达方案进行补充。因此在零件的总体表达方案中,每个视图或表达方案都应有一个表达重点。需要重申的是一个零件其表达方案并非是唯一的,可多考虑几种方案,选择最佳方案。 3.目测徒手画零件草图 在这一步当中,主要分以下五个小步骤: (1)确定绘图比例并定位布局:根据零件大小、视图数量、现有图纸大小,确定适当的比例。粗略确定各视图应占的图纸面积,在图纸上作出主要视图的作图基准线和中心线。要注意留出标注尺寸和画其他补充视图的地方。 (2)详细画出零件内外结构和形状,检查、加深有关图线,注意各部分结构之间的比例协调。 (3)将应该标注尺寸的尺寸界线、尺寸线全部画出,然后集中测量、标注各个尺寸。注意检查遗漏、重复或注错尺寸。 (4)填写技术要求:确定表面粗糙度,确定零件的材料、尺寸公差、形位公差及热处理等要求。 (5)检查、修改全图并填写标题栏,完成草图。 4.绘制零件工作图 由于在绘制零件草图时,受某些条件的限制,有些问题处理得不够完善,一般将零件草图整理、修改后再画成正式的零件工作图,经批准后投入生产。在画零件工作图时,要对草图进一步检查和校对,对零件上的标准结构,需要查表并正确注出尺寸,用仪器或计算机画出零件工作图。画出零件工作图后,整个零件测绘的工作就完成了。 三、零件测绘的注意事项 第一,在测量尺寸时,应正确选择测量基准,以减小测量误差。对零件磨损部位的尺寸,应参考其配合零件的相关尺寸,或参考有关的技术资料予以确定。 第二,零件间相配合结构的基本尺寸必须一致,并应精确测量,查阅有关手册,给出恰当的尺寸偏差。 第三,零件上的非配合尺寸,如果测得为小数,应圆整为整数标出。 对零件上的截交线和相贯线,不能机械地照实物绘制,因为它们常常由于制造上的缺陷而变形。画图时我们要分析它们是怎样形成的,然后用学过的方法画出。 从以上机械零件测绘方法可以看出,机械测绘与机械制图这门课程联系比较密切,学生学了机械制图这门课,就可以应用到机械测绘上面来。这样既得到实践,又巩固了知识,同时也掌握了零件设计的基本方法,在走出校门进入社会时,又多掌握了一门技术。这样既可以胜任绘图员工作,也可以从事技术管理工作,就业的空间更加宽广,前途更加光明。 机械零件论文:机械零件中的表面质量与精度控制 【摘 要】机械零件的表面质量与精度是机械加工中非常重要的两个内容,也是提升零件使用性能的重要影响因素。分析加工过程中工艺因素对零件表面质量的影响,控制加工过程是提高零件使用性能的重要方法。本文主要论述了表面质量对耐磨性、耐蚀性和疲劳强度的影响。 【关键词】表面质量 精度 措施 在机械零件中的破坏首先会从零件的表层开始,所以零件表面质量的好坏直接影响着产品的使用性能,以及其可靠性和耐久性。研究加工零件表面指令的目的是为了掌握加工过程中的加工工艺对零件表面指令的影响因素,从而通过一定的措施控制加工工艺过程,最终改善零件的表面质量,提高产品的使用性能。 一、机械加工表面质量与产品性能的联系 在机械零件的使用过程中,零件的磨损是不可避免的,也是一个逐渐积累的过程。零件在使用的过程中药经历初期磨损、正常磨损和剧烈磨损三个时期,在不同的时期内零件的表面粗糙度对其磨损程度不同。表面粗糙度越小,其磨损性能越好,但是其表面也不易太过光滑,否则不利于润滑油的存储,出现零件内部分子之间发生相互粘结的情况。所以控制零件表面的粗糙度是保证加工环节稳定运行,实现工作载荷有效控制的有效方法。另外零件表面的粗糙度是衡量零件耐蚀性的重要因素,二者成正比关系。零件表面的粗糙度越大,其表面之间相互配合的质量就越差,间隙也就越大,不利于控制加工过程中的零件磨损率。 二、机械零件中表面质量对机器使用性能的影响 (一) 对耐磨性的影响 对于刚刚加工好的两个零件表面之间的磨损最初只是存在于表面粗糙的峰部之间的接触部分,其实际接触面积远远小于其理论接触面积。在接触部位存在着很大的接触应力,导致零件容易产生塑性变形、弹性变形以及峰部之间的剪切破坏等等,从而引起更为严重的磨损。表面粗糙度值越小,其磨损性能越好。但是也要保证相互接触的两个零件之间有足够的润滑,因此对于香花接触的两个零件的表面粗糙度存在一个最佳值,它跟零件的工作情况有关,工作载荷越大,其初期磨损量就越大,表面粗糙度的最佳值也要相应变大。 表面冷作硬化是影响其耐磨性的又一个影响因素,冷作硬化后的表面层金属的显微硬度得到了提高,故其耐磨性也得到了提高。但是零件表面的冷作硬化程度并不是越高越好,过高后会导致金属组织的疏松,零件表面容易出现裂纹和表面层金属的剥落,这样就会大大降低零件表面的耐磨性。 (二)对疲劳强度的影响 疲劳破坏是金属零件破坏的又一表现形式,产生疲劳破坏的部位往往发生在零件的表面和表面冷硬层。 表面粗糙度。受交变载荷的影响,零件表面粗糙度的凹谷部位往往存在应力集中,容易产生疲劳裂纹。表面粗糙度的数值越大,其裂纹越深,吻底半径越小,零件抗疲劳破坏的能力就越差。 残余应力。零件的经过处理的过程中往往会存在残余应力,残余拉应力值越大产生的疲劳裂纹越大,零件的破坏也越大。零件表面层的残余应力则可以阻止疲劳裂纹的产生,延缓零件被破坏的速度。 (三)对耐蚀性的影响 零件的耐蚀性在很大程度上跟零件表面粗糙度的数值有关,其值越大,凹谷中所能积聚的物质也就越多,零件抗腐蚀的能力就越差。 (四)对配合质量的影响 对于间隙配合,零件的粗糙度数值越大其磨损量越大,如果间隙过大就会影响零件之间的配合性质。对于过盈配合来说,在零件的装配过程中有一部分峰尖会被挤平,造成实际过硬两减小,大大降低了零件之间连接的紧密程度。 三、影响机械零件加工质量和精度的因素 机械零件的加工精度是零件使用过程中好坏的又一影响因素,一般情况下影响零件加工精度的因素主要有三个:尺寸精度、几何形状精度和位置精度。尺寸精度是指加工表面与基准尺寸之间的误差;几何形状精度是零件表面几何形状的误差,主要有平面度、直线度、圆度和圆柱度等;位置精度是加工表面与基准之间误差,主要有平行度、垂直度和同轴度等。 由于加工过程中多种因素的限制,这三个精度不能完全达到,加工误差不能完全被消除,那么分析加工过程中影响其精度的因素就变得非常必要。通过对零件加工过程的分析,我认为影响其加工精度的因素主要有:机床的几何误差、定位误差、调整误差和刀具误差等四个方面。 四、提高机械加工质量和精度的方法 (一)选用精度高、韧性强的刀具。 在零件加工过程中所采用的刀具要有较大的刀尖圆弧半径和较小的副偏角以及合适的修光刀或者精车刀等。但是在选用的过程中要注意相互之间的相容性,使刀具的材料与工件材料相适应。 (二)优化其塑性和金相 对于塑性较大的低碳钢,在加工之间要进行正火处理,以降低其塑性,减少加工过程中的变形。在选择好材料进行加工之前要进行适当的处理,以保证其内部晶粒的大小和分布。 (三)减少误差 在机械加工的过程中提高夹具、刀具等的精度,减少因热变形造成的设备误差和刀具的磨损。对于精密零件要采用精度较高的机床,并且控制机床的加工环境,从而提高所得零件的质量和加工精度。在适应的情况下还可以采用误差补偿措施,通过人为制造出的新的误差来降低或者补偿机床原有的误差,从而提高其加工精度。 五、结语 由于机械零件的表面质量对零件的耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀性以及精度稳定性都有很大的影响,因此对于重要的加工表面在加工过程中要综合考虑各个方面的因素,从而达到提高零件表面质量的要求 机械零件论文:机械零件的检测与误差原因分析 【摘 要】工件的整体质量大大取决于机械零件的质量,因此,在工业生产当中应当注重对机械零件的检测,以保证产品的性能。笔者从机械零件检测之前的准备出发,阐述了检测过程,并对可能出现的一些误差及其产生原因作了讲解。 【关键词】机械零件;检测;误差;原因 如今数控加工在工业生产当中的运用越来越广泛,为了对一些工艺参数进行调整,往往需要去加工的产品采取检测。其中对机械零件的检测主要是尺寸方面的度量以及定位方面的检测。假如将生产出来的产品送到另一部机器上检测,需要再次进行定位,这就导致了更大的误差产生。如果产品检测不满意需要返工的话,又要送回原仪器再次制作,容易损坏产品。这样来回奔波也不利于生产效益的提高。于是,机器视觉应运而生了,高精度、高速率的优势使之受到广大工业生产企业的热爱。 1 机械零件测前准备 1.1 阅读图纸、了解零件 对机械零件采取检测之前,应先熟悉其结构,从图纸看起。图纸上一般为三视图,先看主视图,主视图中反应了产品最多的信息,往往表示了产品加工的位置或者在设备上的安装位置。并兼顾观察其他视图,观测产品由什么样的表明构成,注意上面的一些特殊细节,比如孔、键之类。此外,应注意小部位的相对位置。大体的信息了解之后,应仔细观察产品的尺寸大小,由长、宽、高的绘图基准来研究,注意尺寸的性质,有些是定形的尺寸,有些是定位的尺寸。对面的性质也要加以注意,有些需要精加工,有些只需要粗加工,还有的不需要加工。对于有些重要的尺寸,上面标明了公差,加工时应加以注意。有一些标准件,应当按照标准数据来,比如齿轮和蜗杆之类。检验的专业人员应当对这些标准有所熟悉。对于有后期加工的工件,应当考虑尺寸的前后差异。 1.2 分析工艺文件 类似于平常所见的说明书,工艺文件阐述了零件加工以及检验的过程。检验的专业人员应当仔细阅读工艺文件,了解每一道工艺实施的位置、过程,且需要熟悉重要的装夹方式以及定位的基准。此外,检验的专业人员应当对加工的仪器和检测的仪器有一定的了解,熟悉它们的运行机制和加工流程。全部过程都应当根据规定好的流程加工,不然容易出现误差,甚至发生事故。有些检验工作者认为自己经验丰富,省略一些工序,这是很危险的,也会造成产品的不合格,影响生产。 1.3 合理选用量具、确定测量方法 在完成上面两个步骤之后,就需要挑选合适的仪器检测零件是否合格。选择的依据是零件的几何性质,如果零件是圆柱台阶轴,按照公差要求装配的话,可以使用千分尺、游标卡尺;假如零件含有内孔,能够使用钢板尺、内径百分表。此外,还有一些无法测量的尺寸,需要工作人员按照以往的经验进行判断,并自制一些测量工具帮助测量。整个加工过程均为按照一个流水线上的工艺流程进行的,应注意各个工序之间的衔接。 1.4 表面随机纹理处理 根据制作要求的不同,有些产品要求表明车出纹理,纹理比较细致,很容易出现缺陷。但是缺陷往往很难发现,且占的比例不高,所以应该编辑合适的算法进行除噪,使缺陷更加明显一些。能够使用高通滤波过滤低频区域,这样能够使高频区域更加突出。使用比较普遍的有理想高通、指数高通以及BHPF滤波器。相比而言,第一种效果最佳,不过于截止频率的地方会出现振铃效应,不利于检测。第二种也是在截止频率的地方出现问题,出现很多噪声点。最后一种比较温和,反应比较平缓。一般情况下,缺陷都在高频区域,所以选择合适的截止频率,就可以有效地突出缺陷。 2 机械零件的具体检测 2.1 合理选用测量基准 测量过程中使用的基准最好和加工时所用标准一致,有利于提高测量的精度。如果不一致,就应当选择精度比较高的面,方便定位。比如检测套类零件的时候,能够挑选中心孔的轴线当基准;如果要检测垂直程度应当把主要的表明当基准。 2.2 表面检测 零件的整体质量与表面质量息息相关,表面质量不过关可能会引起内部缺陷的出现。通过对产品表明质量的探究可以对制造过程中的每一步工艺流程进行深入的分析,从而从源头上防止缺陷的产生。表明的缺陷包括一些小的磕碰、划痕以及一些裂缝等等。对于不同的产品应当注意容易出现哪些缺陷,做到有的放矢。表面检测完之后,应将检测结果仔细做好笔记,并且将不同的产品进行分析,做到条理清晰。 2.3 检测形位公差。 不同的尺寸可能有不同的公差要求,需要尽量根据现行的标准来设计。比如轴类、方形器件应检测其直线度,对称的部位需要检测对称度。检测的过程中,有些误差是不可避免的,有些误差是可以避免的,不可避免的误差往往是由于仪器精确度所限,还有估读最后一位读数的时候,由于随机性,一般不会相同,可以通过取平均值,减少误差,但是无法避免;而可以避免的误差往往是由于操作不规范而导致的,因此,应当规范测量减少这种人为误差。 3 机械零件误差原因分析 加工过程中,产品是固定在设备上,随着机器的运转而运动。所以,刀具、机床固有的误差以及加工过程的不可控性造成了机械零件的一些误差。这些固有的误差往往是由于使用时间久了,对设备产生了一定的磨损,造成测量、定位的系统误差。还有可能是由于制作过程中产生热量,刀具、工件的温度升高,造成尺寸不同,原有的尺寸关系发生变化,降低了产品的精确度,不利于产品制造的控制。机械零件的误差往往包括随机误差、粗大误差以及系统误差。 3.1 随机误差 所谓随机误差,即为无规律可循,无法控制的误差。即便在同样的环境下,检测的结果都未必一样,这就是测量的随机性造成的。要是测量仪器受到外力压迫或者温度变换而变形,也会导致测量产生误差。解决方案有两种,一个是保证温度恒定用力适当,防止仪器变形;另一个是测量三次以上求平均值,有些测量结果略大,有些测量结果略小,求平均之后,就能够减小一定的误差。 3.2 粗大误差 所谓粗大误差是由测量的工作人员自身原因产生的,是可以消除的。有些检测人员在测量的时候粗心大意、不够专心,以至出现了很幼稚的错误,比如读错数值、记录错误以及统计错误。这些都是可以控制的误差,应当提高检测人员的专业素质,减少这些粗大误差。 3.3 系统误差 所谓系统误差,就是系统固有的而又有一定规律的误差。这类误差往往是由于测量工具制作不合格,定位工具不过关造成的。因此,在进行检测之前应当检测这些工具是否合格,选择符合要求的工具,从源头上尽可能消除误差。对于测量精度指标比较高的零件,应当选择精度符合的工具采取测量。 4 结束语 综上所述,对机械零件进行检测是保证产品达到生产要求的必要环节,应当严格按照检测的流程降低机械零件的误差,从阅读图纸开始,仔细分析工艺文件,选定合适的测量工具,对零件进行检测。检测过程中应当对不同的误差类型以及产生的原因进行仔细的分析,尽量从源头消除这些误差,否则就从后期处理中降低误差,以确保产品达到所要求的精度。 机械零件论文:关于机械零件可靠性设计理念研究 摘 要:机械可靠性设计的任务就是提供实际计算的数学模型和方法,在机械产品的研发阶段预测其在规定工作条件下的工作能力或寿命。本文通过结合可靠性理论研究的历史及现状对机械可靠性设计理论进行深入分析,阐明了可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计、可靠性稳健设计、可靠性试验、传统设计方法与可靠性设计相结合等机械零件可靠性设计理论与方法的内涵,为今后机械零件可靠性设计提供系统的理论和方法。 关键词:机械零件;可靠性优化设计;机械产品 现在,可靠性设计,又称机械概率设计,是机械零件现代设计方法之一。目前,该设计方法广泛应用于飞机、汽车等重要产品以及其它机械产品内重要部件的设计过程中。作为常见的建材机械,我们在设计挤砖机及其辅助机组的结构、部件、零件时,仍主要使用传统的设计方法。能不能把先进、科学的可靠性设计方法应用到挤砖机等机械产品的设计中去,本文通过研究可靠性设计理念,给出上述问题一定的借鉴。 1.机械零件可靠性设计基本理论 在实际工程中,人们逐渐认识到,除了随机性以外,在工程中还存在着另一类重要信息:模糊信息。所以传统的可靠性方法就是用概率论和模糊理论处理不确定性,但概率可靠性和模糊可靠性模型都需要用较多的数据去定义参数的概率分布或隶属函数,且计算量较大。通过研究,建立了结构概率-模糊-非概率混合可靠性模型,该混合可靠性模型能够综合各单一模型的优点。最大限度地将已有的信息利用到产品的可靠性分析中去,并能够更加客观和全面地反映结构的实际安全状况,为分析和设计决策提供更全面而且更真实的有用信息。可靠性设计的精确性和先进性是建立在应力、强度、寿命等数据的真实性、精确性基础上的,重视试验数据的收集和分析,建立可靠性数据库。对设计新产品时有很重大的参考价值,用概率-模糊-非概率的方法解决不确定问题的框图见下图。 2.机械零件可靠性设计理念研究 2.1.可靠性优化设计 可靠性优化设计是在可靠性基础上进行优化设计。既能定量地满足产品在运行中的可靠性。又能使产品的尺寸、成本、质量、体积和安全性等参数得到优化。从而保证结构的预测工作性能与实际工作性能更符合。该方法将可靠性分析理论与数学规划方法有机地结合在一起,在对各参数进行可靠性优化设计时。首先以机械零件的可靠度作为优化的目标函数,使零件的某些指标、成本、质量、体积或尺寸最小化,再以强度、刚度、稳定性等设计要求为约束条件建立可靠性优化设计数学模型。根据模型的规模、性态、复杂程度等因素选择合适的优化方法,最后求出最优设计变量。 2.2.可靠性灵敏度设计 可靠性灵敏度设计是在可靠性基础上进行灵敏度设计,充分反映各设计参数对机械产品失效影响的不同程度。便于找出哪些随机变量对机械零件可靠性设计的敏感性影响较大,并对此参数进行重分析和再设计。通过估计设计变量变差和约束变差对质量性能指标影响的大小,改变设计参数中影响较大的参数以使产品对可控因素变差和不可控因素变差的影响失去灵敏性。可靠性灵敏度设计首先建立极限状态方程,然后对各设计参数求偏导数,得到可靠性的灵敏度计算公式,进而确定各设计参数的灵敏度,用灵敏度数值作为再设计时修改设计参数的依据,从而使得参数修改和再设计工作事半功倍。 2.3.可靠性稳健设计 稳健设计能使产品的性能对在制造期间的变异或使用环境的变异不敏感,并使产品在其寿命周期内,不管其参数、结构发生漂移或老化的小范围内,都能持续可靠地工作的一种设计方法。可靠性稳健设计在设计阶段通过灵敏度分析,使产品在不消除和不减少不确定性因素的情况下。通过设计使不确定性因素对产品质量影响的敏感程度最小,从而提高产品质量和降低产品成本。 2.4.可靠性试验 可靠性试验是对产品的可靠性进行调研分析和评价的一种手段。其目的是发现产品在设计、材料和工艺方面的各种缺陷。为改善产品的战备完好性,提高任务成功率,减少维修费用及保障费用提供信息。确认是否符合可靠性定量要求,我们通过试验一方面要获取可靠性数据。另一方面要通过产品在试验中发生的各种故障,找出其原因并进行细致的分析和研究以提高产品的可靠性。但实际机械零件的设计方案如果有改变,就必须重新进行一次试验分析,这需要花费很大的人力、物力和财力。所以在可靠性试验前利用一些高性能的软件进行模拟分析能减少试验次数,节约时间和研究基金。 2.5.传统设计方法与可靠性设计相结合 目前采用概率设计法的概念去完善和改进传统的安全系数,使可靠性和安全系数直接联系。广泛应用现有的各种设计方法对产品进行设计计算,并与采用可靠性概率设计方法得出的结果以及实物试验的结果进行比较,从而积累经验,收集和整理可靠性设计。 结语: 可靠性是产品的一种动态质量指标。在现代化生产中已经贯穿在产品的开发、设计、制造、试验,使用及维修保养的各个环节之中。对于可靠性知识掌握越多,主观经验的运用就会越少,自然机械结构的设计也就越合理。这正是机械工程技术研究追求的目标。本文通过了解机械工程结构可靠性的研究不仅仅在理论上有许多重大问题需要解决,而且将其应用到机械结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做。所以该课题的研究内容是相当丰富和有意义的。
现代工业建筑设计及发展浅析:关于我国现代工业建筑设计现状与应对策略的探讨 摘要:我国现代的工业建筑与过去相比无疑取得了不菲的成绩,但我放眼望世界就会发现我国的建筑设计水平还存在较大的差距。本文通过对现代工业建筑设计现状的分析,然后提出了一系列进一步完善现代工业建筑设计的应对策略。 关键字:现代;工业建筑设计;现状;策略 随着社会经济的不断发展,我国工业建筑的环境与需求也在不断地在进行各种转变。首先,在现代工业随着科学技术的进步而飞速发展,工业产品进一步要求精密化、自动化、微型化且环保化,工业生产变化的同时使工业建筑设计的要求也随之发生变化。其次,在各城市都有着经济技术开发区以及现代工业聚集地,人们对生活质量越来越重视,对城市的风貌也随之有了更高的追求。再次,企业之所以越来越重视工业建筑设计是因为其建筑能够有效反应其企业文化及精神面貌,是企业外观形象的重要部分。 我国工业建筑设计的现状 经济技术开发区的兴建 在进行现代城市总体规划的时候都会将新兴的工业区纳入,不仅仅是生产建筑,同时还要对辅助配套建筑进行完善,并且还对厂区环境进行更具精密的设计从而将城市现代化的风貌以及企业精神充分的展现出来。例如武汉的东湖新技术开发区、北京亦庄经济技术开发区、深圳八卦岭综合工业小区等。工业新区的建设还可以有效推进城市住宅区、商业区以及能源供应区的开发与建设。 2.旧城区改造的完善 在我国,无论是沿海还是内地都新建了许多以某个大型企业骨干为中心的工业基地或者工业城,例如武钢、宝钢、包钢、中国一汽、东风汽车公司、金山石化公司等。改革开放以来,旧的厂房都进行了一系列挖潜改造与生产结构调整从而使之焕然一新,中国第一汽车集团公司便是最好的例子。旧城区的老厂房有的就地更新有的易地重建。例如北京的大北窑金属结构厂就更换地址进行重建,而旧址则成为了中国国际贸易中心,整体建筑面积多达40多万平方米,如此看来易地重建有时候还能促成双向的发展。 新型工业建筑的兴起 在施工工艺技术的大力发展下,我国从国外引进了不少的现代工艺。将高新科技与新工艺融合到工业建筑之中,从而促使工业建筑的形式进一步发展与完善,促使现代工业建筑更具多样化、标准化与定向化。当前就出现了现代交通能源建筑、高多层厂房等新型工业建筑,它们不仅结合了通用性与灵活性的建筑要求,同时还使土地资源得到了充分利用。 现代工业建筑设计的应对策略 坚决遵守城市设计原理 所以,城市化要给予多方面的考虑,否则只会使这个国家的城市化陷入混乱的境地。现代城市所面临的各类问题中,属在城市中心的工厂或者是工业生产项目所造成的困扰最大。工厂不仅会给城市带来直接污染,同时还牵扯到城市机能与城市交通,对城市品质还有可能造成不良的影响。所以在进行工业建筑设计的时候要充分结合城市设计理论,有效协调城市与工业建筑的关系。在选择厂址的时候必须具备科学论证且通过了严格审查;城市中原有的工业厂房,影响不大的小型企业应该对其发展进行限制,敦促其进一步完善科学技术从而减少对城市的影响;而对于影响较大的,如生产规模大、污染干扰严重的重型企业则应该促使其进行逐步外迁。另外,还要有效利用城市设计原理来处理城市与工业园区的关系,积极吸取国外经验同教训。例如,苏州工业园的规划就十分成功的展现了文化古城同新型工业园的和谐共存。 注重工业建筑造型设计的个性特征 工业建筑与民用建筑是不尽相同的,然而它们之间的基本原理确实一致的。它们虽满足着人们不同的需求,但是应该同时具有时尚、优美且富有文化内涵的环境与建筑空间。所以在进行工业建筑设计的时候也应该同时赋予其艺术性,这也是一种文化的体现。在创作中可以将人文因素引入其中,并重视对地域性以及长索性的了解。同时,建筑师为了使自己的视野更为开阔,还要对地域文化脉络进行延续。这样一来不仅仅是开拓了视野,还能有效地改造与保护传统建筑,并且增进了工业企业与公众的沟通,对企业形象的树立带来了积极的影响。例如,2000年建成的广州羊城晚报印务中心,建筑师在设计的过程中要始终贯彻以展现工业美学与企业文化为中心,做到高感情与高科技设备的功能的有效融合,从而成功建立其了一座赏心悦目的新型工业建筑。 充分贯彻可持续性思想 由于经济与认识的原因,我国许多工厂只是一个单纯的生产场所。不仅选址不当、环境恶劣、设备陈旧、污染严重从而给城市环境质量带来极大的影响,与此同时这类工业企业还带来了论巨大的废物排放量。所以,在现代工业建筑中贯彻可持续性思想无疑具有着重大意义。首先,要工业建筑的热功能性要得到充分加强,并且促进被动式能源利用技术的发展。建筑师在设计现代化工业建筑的时候要充分考虑到平面设计、空间设计一家细部装饰处理,从而达到节能的效果。其次,关于工业建筑设计的指导思想方面要有机结合发展、环境以及人类等因素,从而使工业建筑在满足生产的同时还为劳动者创造现代化的工作环境,并且还要使自然免受侵害。再次,要对落后或者旧建筑的改造与再利用引起重视。建筑并非一次性消耗品,为了促使其充分到达自身使用周期,要对一些废弃的工业建筑进行改造,从而满足其他用途。例如中山岐江公园就是建筑师创造的一个特殊遗址公园,建筑师将已经废弃的粤中造船厂利用进来,然后对原有的机械设备、自然环境以及工业建筑物的景观进行了一系列设计与改造。 总之,建筑不仅仅是建筑,同时它还是一项艺术。建筑是在设计的时候不仅要结合高新技术凸显现代化还使建筑富含文化底蕴。我国现代工业建筑设计若要进一步完善,所采取的策略应当建立在其总体发展趋势的基础之上,与此同时还要与我国的理论基础、技术水平以及经济基础充分结合起来。 现代工业建筑设计及发展浅析:浅谈现代工业建筑设计 【摘要】回顾工业建筑发展历程,展望工业建筑设计发展趋势,总结目前国内工业建筑设计不足之处。 【关键词】工业建筑设计;趋势;不足 工业建筑的发展进程 十八世纪,随着工业革命的到来,生产技术发生了根本的变革,大量的使用机器,带来了大规模的工业建设,许多新技术与新形式产生,工业建筑也从此诞生了。它更加注重功能与形式相互适应,大胆尝试新的建筑材料和结构形式,建筑造型开始净化,摒弃了传统繁琐的装饰手法。 1909年德国现代设计奠基人之一的彼得·贝伦斯(Peter Behrens)在柏林为德国通用电气公司所设计的透平机制造车间(AEG Turbine Factory)被西方称之为第一座真正的“现代建筑”,成为现代建筑史上的里程碑。 作为包豪斯(Bauhaus)创始人的格罗皮乌斯(Walter Gropius)于1911年和梅耶尔(Adolf Meyer)共同设计的阿尔费尔德的法古斯工厂(Fagus Werk,Alfeld),采用非对称的构图;简洁整齐的墙面;无挑檐的平屋顶;大面积的玻璃墙;取消柱子的建筑转角等处理手法,和钢筋混凝土结构、玻璃、金属协调统一,产生了一种新的建筑形式美,它也成为第一次时间大战以前最先进的一座工业建筑。 大跨度建筑在十九世纪末开始有了很大的创新,尤其在第二次世界大战后的几十年又有了新的突破,此时利用钢筋混凝土薄壳结构来覆盖大空间的做法已经越来越多。工业厂房为了节约空间,倾向于坡度平缓的扁壳。1945~1951年的英国南威尔士布林马尔橡胶厂(Bryn Mawr Rubber Factory),通过采用厚度为9厘米的扁壳,柱网尺寸达到27×21米。 1955年由丹下健三设计的原町图书印刷厂是一座新型的工业建筑,在90米跨度悬臂钢桁架中部由一对钢筋混凝土柱支承,整个屋顶由十一件这种钢桁架构成,四面为玻璃墙面带遮阳设施,内部空间开敞灵活,反应了当时日本工业建筑已经步入现代化水平。 二十世纪八十年代,当时正值英国电子时代的没落,政府为了发展电子工业,投资建造了Inmos微处理器工厂,把这个项目委托给理查德·罗杰斯(Richard Rogers)。Inmos微处理器工厂的前身是罗杰斯十年前建造的Reliance Controls电子工厂,这个工厂的特点就在于它是一个可以生长的建筑,一个单层的钢结构厂房,36米跨度、中间无柱的车间,可以根据生产要求不断地灵活调整生产路线。 随着现代科技、工艺的发展,国外的工业建筑已经发生了很大的变化。通过建造联合厂房、多层或高层厂房,实现对土地的节约利用;通过对厂区绿化,把绿植引入车间和生活空间;通过对废气、废水、废渣等的排放进行综合治理,严格控制标准,避免由于现代化大生产,工业高速发展,对环境和生态平衡所造成的污染和破坏。另外,工业建筑的设计思路已经更新,更加重视艺术创作,发挥建筑师的作用,工业建筑的重要性也日益突出。 我国现代工业建筑的发展 我国自1949年解放以来,经过几十年的社会主义经济建设,大量的工业厂房和工业基地诞生。从最开始的效仿苏联工业建筑设计,到期间的、赶英超美,再到改革开放后的大发展。60年来,我国的工业建筑取得了辉煌的成绩,也走了不少弯路,付出了很多代价。随着中外设计合作的增多,更多的国外先进的技术被引进,我国的工业建筑也出现了新的面貌。主要表现在以下几个方面: 一批新兴的经济技术开发工业区拔地而起。这些新兴的工业区都纳入了城市总体规划。除了生产建筑之外,还有完善的辅助配套建筑、精心设计的厂区环境,体现了企业精神和城市现代风貌。工业新区的建设依托于旧城,同时又带动了城市商业区、住宅区、能源供应中心以及大市政的开发建设。例如深圳的八卦岭工业小区、蛇口工业区、厦门湖里工业区、沈阳南湖科技区、北京亦庄经济技术开发区、上海虹桥经济技术开发区等。 高科技的现代工业建筑蓬勃发展。随着工艺技术的发展,大量的高新技术被采用,主要体现在以下建筑类型: 多高层厂房,如河南平顶山锦纶帘子布厂是单多层结合的工业建筑,总建筑面积达17.31万平方米;上海丝织厂织机大楼为7层25米单跨的高层厂房,车间内部无立柱,全空调系统,技术夹层设在大跨桁架结构空间层内,采用钢绞线曲线后张预应力大跨度框架剪力墙体系。 灵活通用车间,如1986年建成的兰翔机械加工车间,宽72米,长192米,柱网为12米×12米,能承受不大于1吨的悬挂吊荷载。厦门工程机械厂的柱网扩大到18米×18米,灵活布置的悬挂吊起重荷载可达5~10吨。漳州港机厂的柱网达24米×36米,用悬臂吊和龙门吊解决15吨的运输问题。上述车间全都采用轻钢网架结构。 洁净密闭车间,如友达光电(苏州)有限公司、摩托罗拉南京研发中心等,造型简洁新颖、色彩明快、功能合理、技术先进,体现了现代工业建筑特点。 现代交通能源建筑,如北京空港四机位机库、北京与上海的空港配餐楼(工业化厨房)、波音747模拟培训中心等航空附属建筑都达到了新的水平,至于城市热电厂、水力发电站和核电站等在规模和技术等级上都已步入世界先进行列。 现代仓储建筑,如大型冷库、民航货运库、观光平台等都有了较大发展。 工业建筑设计的发展趋势 融合性 工业园区的形成,使不同功能建筑相互交叉。与城市的交通、市政、科技、文教和服务设施相依托;共同带动城市经济、技术、社会服务的发展。生产和生活、产业与科教、工业与民用等不同功能内容相互交叉、相互渗透。 可持续性 可持续发展的概念是当今社会发展的主题,其基本思想是既满足当代人的需要,又不对后人满足其需要的能力构成危害。从广义来讲,可持续发展战略诣在促进人类之间以及人类与自然之间的和谐,形成一种平衡的状态。 1993年美国国家公园出版社出版的《可持续发展设计指导原则》(The Guiding Princip of Sustainable Design)中列出了关于建筑设计的六项指导原则: 完善建筑空间使用的灵活性,以便减少建筑体量,将建设所需的资源降低到最小; 针对当地的气候条件,采用被动式能源策略,尽量使用可再生能源; 树立建筑材料蕴含能量和循环使用意识; 增强适用技术的公众意识,结合建筑功能要求,采用简单合适的技术; 重视对地段的地方性、地域性理解,延续地方场所的文化脉络; 减少建造过程中对环境的损害,避免破坏环境。浪费资源及建材。 属于广义建筑学范畴的工业建筑,同样也应该遵循这些指导原则进行可持续设计。 文化性 纵观当代建筑的发展思潮,从现代主义到后现代主义,到高技术派。到新理性主义,到解构主义,甚至这些年重新引起人们关注的新现代主义,建筑思潮的发展沿着一条不确定的轨迹一直向前,但在最近这十年,建筑思潮已不再像以前那么单一,明显,而是各种风格和理念的混杂,我们很难分辨出那一个是当代建筑思潮的主流。 从深层的原因分析,这种局面的到来是90年代以来文化及艺术多元发展的结果和最终反映,而对于建筑来讲,建筑思潮不过是艺术更新与变革的一种反映,建筑本质上最终仍然是功能,空间这一类东西对人的生活产生影响的东西,当然不是说形式和视觉上的形象对人类的生活不起作用,从这个层面去说,综合性可能正是目前普遍存在的一个现象。 当代建筑发展到今天,在注重功能技术的同时,越来越关注有关未来发展的种种因素,除了生态建筑和可持续建筑持续,有关建筑的种种探索一直未断,作为文明载体之一的工业建筑,承担的责任不仅仅是生产,工业建筑的设计实践已经成为现代建筑思想理论的核心。 创新性 现代社会随着技术的不断进步,新的技术手段不断孕育新材料的诞生,并且运用到实际的工程中去,材料技术的进步,迫使新的施工工艺的出现,从而带动了工业建筑外部形式的多样化发展。随着网壳结构、膜结构等新型结构形式的产生,一大批造型新颖的建筑纷纷涌现,多彩炫目,夺人眼球。 人性化 人性化设计的本质就是将人类工程学引入现代工业建筑中去。“人类工程学”作为一种边缘科学、方法论,是随着大工业生产和军事科学的发展而产生的。人性化设计必将要求建筑师摒弃传统的重生产工艺、轻人的行为、心理要求的倾向,将建筑设计的中心从以往的生产设备转移到以人为本的理念上来,重视并努力体现对人的关怀。在工业建筑空间设计上,创造让人产生归属感和亲戚感的良好生活环境,最终达到提高员工的生活质量及工作效率的目的。 多元化 随着科学技术的提高,强大的现代资讯技术使得远距离的模仿成为可能。建筑可以超越其所在环境和地点的限制,人们能够随心所欲的得到需要的形象。当代建筑给人最突出的印象不在是各民族间差别迥异的传统建筑,而是全球性趋同的方格子建筑,这说明建筑趋同现象已经跨越传统和地域的界限,而成为全球性的了。“建筑文化的全球化与多元化是一体之两面”。 我国工业建筑发展的不足 我国正处在“十二五”期间,面临着建设宏伟蓝图的大好时机。工业建筑在取得长足的进步之后,要寻找差距、承认差距、扬长避短,走向世界。在市场化、全球化、地域化的世纪网络中,我们面临诸多的不足。主要表现在以下几个方面: 观念上的不足。工业建筑属于建筑范畴。建筑设计中的一般规律,工业建筑都存在,但工业建筑还有它自身的特点。对建筑师来说,工业建筑与体育馆、医院、住宅一样,都是不同功能、不同工艺类型的建筑。在建筑艺术上,工业建筑和民用建筑在功能布局、空间处理上是相通的;在新技术、新材料、整个设计程序、方法上也是相通的。我们有理由呼吁管理者、开发者和建筑师不带偏见地共同关心和提高工业建筑设计水平。 教育上的不足。工业建筑设计水平和建筑师的水平、学校教育、在职培训有着密切关系。在学校教育期间,应让学生对工业建筑有全面的认识。通过建筑史、设计原理、材料构造、工程实践等环节,让学生了解工业建筑的历史、现状和发展方向。通过对工业建筑的了解,培养学生运用科技新知识解决好工业建筑的整体性、综合性、灵活性等问题,并学会运用“工厂美学”、“机械美学”的观点来处理好工厂建筑大尺度、大比例、大色块、大空间的相互关系,进而训练其发展思维,鼓励其独创性。 建筑师发挥的作用不足。一般说来,工业建筑项目中的总设计师往往是由工艺专业人员担任,建设师仅仅负责参加前期工作,对地方规划局、建委的审查申报;在施工过程中进行综合协调。建筑师在工业建筑设计中的地位尚未被确认。另外,受到工艺、总图、结构和机电等专业的限制,建筑师的作用仅仅是对工业建筑外观形象加以修饰,对上述专业的设计内容一般没有发言权。而且建筑师在市场经济条件下对业主的服务存在误区,一种是缺乏服务思想,粗放设计,缺乏对建筑合理性和科学性的推敲,在工程设计中留下许多隐患,造成使用上的不便;一种是过分迁就业主的眼前利益,为节省投资成本,降低装修标准,放弃造价较高的新型材料,去掉与生产无直接关系的辅助用房、福利用房,使建筑本身失去内涵。 结束语 本章一方面从历史发展角度,谈论国内外工业建筑的历程,同时对国内近期的发展趋势做出一番阐述;另一方面总结归纳出国内现今与西方的差距。正是基于这种背景之下,我国建筑行业不断受到西方建筑文化的冲击。在新的时期内,建筑师们应该不断学习、取长补短,从而设计出优秀的工业建筑作品。 现代工业建筑设计及发展浅析:探析现代工业建筑设计的新思路 摘 要: 随着社会的发展和科技的进步,工业厂房设计从以往的以生产设备为中心朝着以人为本的方向发展,人的因素在建筑中越来越重要,创造让人产生归属感和亲切感的良好生活环境,最终达到提高员工的生活质量及工作效率的目的。本介绍了当前我国工业建筑的现状, 从建筑设计角度探讨了现代工业建筑设计的设计思路。 关键词 :现代工业建筑; 设计思路; 发展趋势 正文: 经过近几十年的建设,我国工业建筑亦取得了辉煌的成就,特别在改革开放以后,工业建筑出现了新的面貌,无论在量还是在质方面都有了较大的提高。但以往在工业建筑设计中只考虑满足企业生产工艺和生产空间的要求,就是先生产后生活,重生产轻生活,在设计中建筑师难以发挥其应有的作用,工业建筑几乎成为生产设备外壳的简单包装。 现代工业都以电子信息工业、化学、生物、金属机械为主的高科技产业,即由劳动密集型提升为技术、咨询密集型。因此,现代工业建筑设计不仅要满足生产需要,同时还应满足生产产品的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染等要求。纵向与我们自己的过去比,成绩斐然;横向与发达国家比,在观念上、体制上、技术上和教育上还在较大的差距。 1目前国内工业建筑的现状 1.1新建一批经济技术开发区 这些新兴的工业区都纳入城市总体规划, 除了生产建筑之外,还有完善的辅助配套建筑, 并有精心设计的厂区环境,体现了企业精神和城市现代风貌。 1.2旧城区改造 我国在沿海和内地都已建成许多以大型骨干企业为中心的工业基( 工业城) ,如宝钢、 鞍钢、武钢、包钢、一汽、二汽、一重、二重、金山卫石 化公司、扬子石化公司等。通过改革开放,近年来又使这些老厂房调整生产结构、挖潜改造焕发青春,如长春一汽——大众新厂。城中的老厂房有的易地重建,有的旧貌换新颜。 1.3新型工业建筑蓬勃发展 随着施工工艺技术的发展,引进了不少国外现代工艺工业建筑中大量采用了高新技术, 新工艺使得工业建筑形式不断发展,日趋完善,实现了标准化、定型化、多样化。例如多高层厂房、现代交通能源建筑等一批新型工业建筑的出现不仅满足灵活性、 通用性的要求, 还节约了土地。 2工业建筑设计的新思路 随着全球经济观念的推广,给工业建筑的发展带来了新的思想,工业建筑必然也会受到新思潮冲击而发生一些变化,工业建筑形象、空间的多重性等地位的重要性日益凸显。 2.1注重与城市规划相结合 工业建筑的规划设计必须依托于城市总体布局环境设计,工业建筑是一个较复杂的系统工程,涉及到方方面面。无论是新建厂还是改建厂,无论是在城市还是在乡村,无论是近期建设还是长远规划,都必须纵观全局、统筹安排,特别是对产生有污染源的工厂,要进行全面整治,达到国家治污排放标准,才能保证城市环境不受污染。 2.2大力贯彻可持续性思想 我国的工业建设在几十年的奋斗中形成了自己的工业体系,但由于经济上和认识上 的原因,许多工厂仅仅是单纯的生产场所,存在着选 址不当、设备陈旧、环境恶劣、污染严重等问题,极大地影响着城镇的环境质量,亟待加以改造。同时,工业企业的废物排放量也十分巨大,在工业建设和工厂设计中增强环境意识,用可持续发展的思想来指导我们的设计工作,无疑有着极为重要的意义。 2.3突出工业建筑造型特征 工业建筑虽然不能完全等同于民用建筑,但其基本原理是一致的。它们在满足不同使用要求的同时,也应创造宜人、优美、时尚、有文化内 涵的建筑空间及环境。因此,工业建筑同样具有艺术性,也是一种文化的 表现。其次,从工业建筑的形象意义看,工业建筑尽管以生产为基本特性,但这并不意味着它们总是以粗、笨、重、脏的建筑形象出现。在工业建 筑创作中引入人文的因素,重视对场所性、地域性的理解,延续地域文化脉络,有助于开拓建筑师的视野,有助于传统建筑的保护与改造,电有助于加强工业企业与公众的沟通、 树立企业形象及得到公众的认同。 2.4注重建筑空间 空间具有多重性,对当前的中国工业建筑姑且可分为三种——室内 空间、 室外空间、 过渡空间。当然从不同的角度有多种分法,但马丁·海德 格尔认为“ 空间从位置取得其存在, 而不是从空间本身。” 也许这正是空 间的基本所在。空间具有物质和精神的双重性,其大小、比例、形态、质感、颜色、环境、光线、空建筑与结构设计气质,都给不同的人以不同感受,或给同一个人不同时段以不同的感受。尤其在工业生产车间里面,这点更为显著,也许在工作的时间里,空间的本身和感受无时不在变化。工业的迅速发展对空间的可变性和适应性提出更高要求。其包括所有空间、也涵盖了所有空间的所有品质。 2.5重视建筑设计理念 (1) 构建开放的空间形象和集中的建筑布局,例如,在方案设计时可以考虑以线性的空间布局,生产区沿发展轴的排列、带状的绿化、沿城市道路的景观带等,形成园区开放、动态的空间体系。生产区内相对集中的布局方式, 以便为实现资源共享(动力、超净工房)和废水等集中处理提供保障。 (2)塑造优美的环境和 良好的城市景观:营造良好的园区环境,并注重建筑群体与环境的融合。一方面是工业生产的要求,另~方面也是现代高新企业展现自身形象、塑造标志性景观的需要。 (3)营造适于交流的场所和人性化的空间努力创造一个鼓励人与人之间,人与自然之间, 园区同城市之间相互交流的空间,并将对人性化的设计始终贯穿在每个空间中,使园区成为具有吸引力的能充分发挥人力资源聪明才智的场所。 3对工业建筑设计发展趋势探讨 为适应现代工业建筑的总体发展,工业建筑设计必须在符合我国经济、技术水平需要的基础上,朝以下趋势发展: 3.1现代工业建筑向大、高、轻方向发展 大:指的就是大空间、大体量和大跨度。高:指的是高层厂房和空间。轻:指的是轻质材料和轻型结构以及轻巧的造型。大空间和大跨度的设计使得工厂内容空间更兼灵活和充足,更能够适应现代化大型机械设备的更替,提高了厂房的利用价值。修建高层厂房可以减少土地的利用,节约道路投资,以此来扩大绿化用地,改善工厂环境。开始采用轻型的结构骨架,以及轻型的材料为主,比如带保温隔热材料的钢板等等。随着工业技术的不断改革,运输工具的不断革新,生产设备的自动化进程不断加快,厂房所能承受的负荷也大幅度减小。因此,很多工厂采用了轻型钢结构代替厚重的钢筋混凝土结构,对加快施工速度和保证施工质量都有着重大的推动意义。同时,由于轻型结构的厂房拆装方便,也有利于厂房的改造和扩建。 3.2工业建筑设计中贯彻可持续性思想 在工业建筑设计中贯彻可持续性思想:①必须加强工业建筑的热工性能,发展被动式能源利用技术。作为生产空间的工业建筑,因其投资大,容量大使用周期长,对企业的节能增效起着重要的作用。近些年来,我国新建工厂因产品精度要求和工艺水平提高、大都采用人工空调来调节室内温湿度,这样使得能源的耗费大大增加。因此建筑师在进行现代工业建筑设计时,从平面设计、空间设计到细部装饰处理,都应尽量从节能考虑。②在指导工业建筑设计的思想上,应将工业建筑与人类、环境、发展有机地结合起来 做到工业建筑既能适应生产工艺的需要,又为劳动者创造符合现代文明的生产生活环境,还不会使自然环境遭受侵。 4 结 语 建筑需要回归艺术,工业建筑也需要回归建筑。随着高科技产业区迅速蔓延、网络信息时代的到来、工业建筑的使用者知识水平和专业技能的不断增长、产品生产和更新换代周期的不断缩短,对工业建筑以及工业建筑环境设计提出了新的挑战。 现代工业建筑设计及发展浅析:浅谈现代工业建筑设计的发展趋势 【摘 要】 现代经济与社会的发展对工业的发展提出了更高的要求,工业建筑也要根据环境和企业项目的需求进行设计,本文对工业建筑设计的心要求,以及工业建筑的总体布置、内部空间设计、节能设计和发展趋势进行了简要探讨。 【关键词】 工业建筑 节能设计 一、现代经济发展对工业建筑设计提出新要求 近年来,随着社会经济的发展,工业建筑存在的社会环境、社会需求也在发生着变化,其设计要求主要表现在以下几方面。 1、在现代工业聚集区、各经济技术开发区等城市工业新区,人们对生产生活环境质量越来越关心,要求越来越高;城市工业新区的城市面貌和城市景观也有了更高追求。 2、工业建筑作为工业企业外观形象的重要因素,反映一个企业的精神面貌和企业文化,越来越被企业重视。 3、现代工业迅猛发展,科学技术进步,工业生产产品向的微型化、自动化、洁净化、精密化、环境无污染等发展,工业生产的变化,对工业建筑设计的要求发生了很大的变化。 4、建筑新科技、新材料、新工艺的发展对工业建筑设计提供了更广阔的空间。 二、工业建筑的总体布置 工业项目特别是电厂项目的总图设计一般会有总图专业设计专项布置,总图以工艺流程为主,综合考虑经济、使用方便,合理地进行布置,建筑师在此阶段也需参与其中,与总图专业一起结合工艺管线环境要素,因地制宜地综合考虑建筑的单体布置、群体组合、道路形式、 空间序列安排及环境绿化等方面的问题。例如厂前生活办公区与厂房区的位置关系处理、人流进厂的视觉感受等,通过对总体布置的参与设计,可以提高整个厂区的功能空间及环境设计质量,增强工业项目总的人文关怀。 三、建筑内部空间设计 工业建筑其主要功能是生产,根据工艺设计体块布置相应的模块,如火力发电厂,主厂房一般由汽机房、煤仓间、集控楼、锅炉房等几大模块组成,整个设计一般以工艺流程的安排为主,但并不意味着建筑师一味地按工艺管道布置图被动地进行设计,建筑师应该与工艺专业进行沟通和配合,在不增加管道费用或者只是稍微增加个别费用,但能达到很好的空间效果的情况下,对设备、管线进行合理有序的综合布置,避免杂乱无序,特别是主要的疏散通道楼梯等人员流动比较大的地方,应尽量营造宜人的工作空间环境,以电厂设计为例,汽机等工艺专业应根据大的原则将各种类管道布置好,建筑师此阶段必须介入,与工艺专业进行沟通协调,在不影响大的原则的情况下,调整各类管道布置,营造一个好的空间环境 同时主厂房内部也有一些功能房间,如主控室、值班室、休息室、工具间、卫生间、工程师室等,这些房间人流相对比较集中,其位置主要由生产工艺的安排,工业设备的布置情况而定的,但其平面和外型只要用心设计,在条件限制的情况下创造出优美的室内小品,既可以满足生产使用功能的要求,又调节了厂房内部建筑空间效果。 同时,建筑师应通过色彩对室内空间进行设计,但在颜色使用时须统一协调,与整个项目的设计理念相符,如通过颜色对各类设备进行区分,将比较危险的设备管道涂以警示颜色,其他管道使用暖色,室内地板、天棚、柱子涂以相应的颜色,合理的颜色有助于美化室内空间,极大地提高企业的形象另外,建筑师应重视对采光、照明、通风的设计,以避免出现眩光、通风不畅等,努力为生产者提供舒适的室内工作环境,实现建筑的人性化设计理念在进行室内空间设计时,建筑师可以借鉴我国传统园林的一些设计手法,如渗透、借景、对景等来引进自然风光,改善内部环境。 四、工业建筑的节能设计 随着经济的高速发展,对能源的消耗越来越大,工业厂房的建筑设计需在满足经济、安全、美观几个原则的前提下,力求在设计阶段做到以最小的资金投入去获得最大的使用效益。 以电厂为例,我们在建筑设计中,一般采取以下措施来达到节能的目的: (1)围护结构材料的合理选用。对有空调要求的建筑物的墙、天面隔热层等围护结构的材料,采用导热系数低、热阻值高、质量轻的隔热保温材料,如加气混凝土砌块、复合泡沫隔热板等新型材料;对综合办公楼等公共性建筑的设计,执行GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》,门窗采用涂膜玻璃、中空玻璃等材料,以有效地降低建筑物的能耗损失。 (2)充分考虑天然采光和自然通风。对厂区有人值班的建筑物或房间设计,充分考虑天然采光和自然通风,尽量减少人工照明和机械通风 (3)尽量降低建筑日常的维护管理费用。根据工业建筑的特点,在满足工艺及规范要求的前提下,尽量简化一般附属建筑的体型设计,减少开窗面积,采用稳妥可靠的构造措施 耐久实用的装饰材料,以降低日常的维护管理费用在节能设计上,建筑师应与工艺、采暖等专业共同协调设计,通过合理布设厂房剖面,在满足要求的情况下,尽可能降低采暖和空调降温的能量消耗。 五、对工业建筑设计发展趋势探讨 为适应现代工业建筑的总体发展,工业建筑设计必须在符合我国经济、技术水平需要的基础上,朝以下趋势发展: 1、现代工业建筑向大、高、轻方向发展。大空间和大跨度的设计使得工厂内容空间更兼灵活和充足,更能够适应现代化大型机械设备的更替,提高了厂房的利用价值。修建高层厂房可以减少土地的利用,节省占地面积,节约道路投资,以此来扩大绿化用地,改善工厂环境。开始采用轻型的结构骨架,以及轻型的材料为主,比如带保温隔热材料的钢板等等。随着工业技术的不断改革,运输工具的不断革新,生产设备的自动化进程不断加快,厂房所能承受的负荷也大幅度减小。因此,很多工厂采用了轻型钢结构代替厚重的钢筋混凝土结构,对加快施工速度和保证施工质量都有着重大的推动意义。同时,由于轻型结构的厂房拆装方便,也有利于厂房的改造和扩建。 2、现代工业建筑常采用单元化设计。单元化设计是指采用标准柱网设计成标准单元。单元化设计是为了适应建筑构件的工业化生产和机械化施工的需要而产生的一种设计方式,它可以减少装配式构件类型和规格,适应厂房的扩建,增加其通用性。常见的单元化设计方式有两种: (1)一次性规划,分期按单元建造。为了便于分期投资、简化设计,适应工业化生产构件和机械化快速施工的要求,可采用一次性规划、按单元分期建造的方式。这样不仅方便设计和施工,而且扩建时对工厂原有的生产影响很小,各期建筑也可以保持相对独立和完整。 (2)由若干个定型单元组合成厂房。这种方式在缩短设计和施工周期、满足工艺要求和使用灵活性等方面,都有较突出的优点。这种单元是多功能单元,在满足多种功能要求的前提下,应做到结构基本统一。 3、重视工业建筑的人性化设计。人性化设计的本质就是将人类工程学引入现代工业建筑中。工业建筑作为生产资料,理所当然要为生产服务。在生产过程中,操纵生产的最活跃的因素是人,以人为中心来创造良好的工作和生活环境是不言而喻的。对于我国现代工业建筑的人性化设计,大致可以从两方面出发:首先是人与内环境的关系,即作为工业建筑使用主体的生产者与生产环境之间的关系,主要指人与人、人与机器之间的关系。其次是人与外环境的关系,即生产者与工厂外部环境、生活环境之间的关系。 4、工业建筑设计中贯彻可持续性思想。在工业建筑设计中贯彻可持续性思想,首先必须加强工业建筑的热工性能,发展被动式能源利用技术。作为生产空间的工业建筑,因其投资大,容量大使用周期长,对企业的节能增效起着重要的作用。近些年来,我国新建工厂因产品精度要求和工艺水平提高、大都采用人工空调来调节室内温湿度,这样使得能源的耗费大大增加。因此建筑师在进行现代工业建筑设计时,从平面设计、空间设计到细部装饰处理,都应尽量从节能考虑。其次,在指导工业建筑设计的思想上,应将工业建筑与人类、环境、发展有机地结合起来。做到工业建筑既能适应生产工艺的需要,又为劳动者创造符合现代文明的生产生活环境,还不会使自然环境遭受侵。 现代工业建筑设计及发展浅析:现代工业建筑设计方法与特色塑造 内容提要现代工业的蓬勃发展催生了大量工业建筑,然而它们大多面孔近似于民用建筑的“简化版”,缺乏自身特性的确切表达。作为工业产品(商品)设计、生产的“容器及载体”,工业建筑设计不能仅限于满足其功能工艺等物质诉求,在建筑形式上必须“量体裁衣”,满足特定产业、企业个性表达的精神诉求。本文以某科技产业园区规划设计方案为例阐述了现代工业建筑设计的方法和特色表达的途径。 关键词工业建筑、设计方法、特色表达 一、前言 19世纪欧美国家第二次工业革命之后,机器化大生产逐步取代了小规模手工作坊而成为社会生产力发展的核心,作为装载生产机器和劳动工人的“容器”——现代工业建筑诞生了。工业建筑为了追求生产的功能性与经济性,它与当时的先进技术紧密结合,造型简单,便于标准化快速建造,这一优点非常适应当时城市化扩张的需求,很快被吸纳到“民用”等其他建筑领域,逐渐形成了一套功能至上、带有技术主义倾向的现代建筑美学。新中国成立后,建设部紧随世界现代建筑发展的步伐,提出了建筑 “经济、适用、美观”的三个基本原则。这一方针在此后若干年适应了社会生产力的发展,对我国城市化建设起到了巨大的推动作用。 然而自上世纪90年代以来,随着世界经济的发展及信息时代的来临,发达城市的建筑形式作为一种时尚文化符号在全球各城市间迅速传播普及,千城一面的现象日愈突出。此时人们开始反思现代主义建筑过分强调功能理性,而漠视地域、人文等因素的弊端,寻找建筑除其功能之外的“意义”。时至今日,民用建筑领域对现代建筑理论的修正以及对“经济、适用、美观”原则的重新诠释已卓见成效,大多民用建筑正朝着“朴素的个性”方向健康发展。而工业建筑领域,建筑形象的转身却良莠不齐,大多工业建筑的面孔仍近似于民用建筑的“简化版”,缺乏自身特性的确切表达。 那么,如何才是工业建筑正确的设计方法?又如何进行建筑的特性塑造呢?为了更直观阐述作者对这两个问题的观点,下文以某TFT-LCD偏光片产业园区规划设计作为实例进行探讨。 二、规划实例分析 (1)项目背景 偏光片(Polarizer)是液晶面板关键零件(材质与电影胶片和相机胶片相似),其主要作用是可以将不具偏极性的自然光转化为偏振光,透过液晶的转向,来控制光线的穿透与否,进而产生面板明暗之显示效果。液晶显示产业的飞速发展促生了对偏光片的巨大需求。而在中国大陆,偏光片的生产厂商只有深纺乐凯和温州侨业公司。但这两家公司原有的生产线及工艺技术落后,只能生产低阶的TN-LCD型偏光膜,不能生产高阶的TFT偏光膜产品。该项目的建设投产,有望改变偏光片产业的原有格局,从而实现TFT上下游整个产业链全部国产化、高端化。 (2)地理区位 项目位于深圳市坪山新区聚龙山片区,用地呈南北向不规则扇形,地势平坦。南面是园区主要道路青松路,毗邻已建成的赛格三星园区,远处是群峰连绵的马峦山景区;基地东侧与建设中的湿地公园相接;其余两侧均规划有园区次要道路,西侧毗邻商住区,北侧毗邻聚龙山公园,区位环境优越。 (3)厂房栋数层数分析 根据TFT类产业生产工艺的要求,厂房的建筑层数不宜超过3层,而且单栋厂房平面尺度要求较大。构思初期我们进行了多种总图布局比选,发现布置3栋厂房时,单栋厂房平面尺寸最大仅能达到120×90米,尺寸稍小,可能制约将来生产线排布。因此最终采用了布置两栋生产厂房的方案,这样单栋厂房平面尺寸可以到达150×120米,给日后的生产线灵活排布及施工建设带来便利。 (4)功能分区与建筑布局 项目用地南临主干道清松路,布置研发办公区,利于烘托园区建筑形象。用地北接聚龙山公园,布置员工生活区,适合员工休息及活动。生产区位于地块中央,西面临接规划七路,货物进出便捷。生产区两栋生产厂房根据地形特点呈夹角布置,在中部设装卸货场,生产配套用房布置在货场东端,位于两栋厂房之间,管线短,对其他部分干扰小。 研发办公区西侧布置研发楼,东侧布置办公楼,两栋建筑与生产厂房共同围合成庄重大气的入口广场,提升园区建筑形象。 用地东侧毗邻湿地公园,适合人行及休憩活动,因此,用地东侧沿河布置休闲景观带,实现园区景观与湿地景观渗透融合,构成一个无明确边界的开放自然景观系统,体现高科技园区的人性关怀,激发员工的工作热情,实现城市、自然、企业的利益共赢。 整个园区根据其产业特点因地制宜布置为研发办公区、生产区和生活区三部分。各个功能区对内形成有机组团,对外形成富于韵律的完整界面,由东侧休闲景观带将整个园区串接为一个有机整体。 (5)建筑空间与景观 研发楼与办公楼围合的入口广场,一面迎向城市道路,另一面与优美的河面形成对景,如同园区的“客厅”与城市空间交融、对话,构成园区开放型空间节点。 两栋生产厂房之间的生产辅助用房周围不宜作为活动场所,但该空间却有利改善厂房通风、采光条件及景观视野,而且可以使硕大的厂房凭添了几分张力,此处构成园区私密型空间节点。生活区宿舍、食堂及北侧厂房共同围合出一个较大的生活庭院,为内部员工提供休息及活动场所,属于半开放型空间及空间节点。 各个景观节点采用点、线、面的手法由用地东侧的休闲景观带将其串接为一个抑扬有序的空间及景观序列,人们在轻松愉悦中沿河岸树木与草地到达园区的各栋建筑,体验高科技园区的人性化魅力。
工业创新论文:试析民办普通高校工业工程应用型创新人才培养模式探索 论文摘要:根据对全国170多所已开设了工业工程专业的调研,结合德强商务学院的实际,本研究把该学院的电气工程专业作为本学院工业工程专业所依托的学科,提出了自己的“3+1”的人才培养模式,并在此基础上构建起了一个符合高校应用型人才培养要求的“四个教育平台”和“十个课程模块”的课程体系结构,重点加强实践教学环节。2012年该专业毕业学生的相关统计表明,采用这种“3+1”的模式培养出来的学生,其理论知识和专业实践技能都有显著提高。 论文关键词:工业工程 人才培养模式 构建 工业工程(Industrial Engineering)简称IE,是一门技术与管理相结合的交叉学科。工业工程是对由人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施的工程技术,它要求要综合运用数学、物理学和社会科学方面相应的知识和技能,要求结合工程分析和设计,对系统可能取得的成果进行确定、预测和评价。工业工程是工业化的产物,它最早产生于美国,并很快向世界其他许多工业化国家传播。迄今为止,发达国家的实践都证明,工业工程的普及和应用是实现新型工业化的必由之路。 工业工程在我国是一个年轻而又处在蓬勃发展中的学科,它伴随我国制造业的发展而发展。近10年,工业工程在我国发展迅速,所以国内目前已有170多所高校开设了工业工程专业。黑龙江省目前有6所高校开设了工业工程专业,他们分别是东北林业大学(2000年开设)、东北农业大学、哈尔滨商业大学(2001年开设)、哈尔滨工业大学、黑龙江科技学院(2004年开设)和哈尔滨德强商务学院(2007年开设)。其中,哈尔滨德强商务学院是唯一的一所民办普通高校。在5年时间的实践中,围绕工业工程应用型创新人才的培养,笔者依托哈尔滨德强商务学院对之进行了较深入的研究。下面是笔者对民办普通高校工业工程应用型创新人才培养模式的探索报告。 一、工业工程人才培养模式调研 人才培养模式是学校为学生构建起的他们应具备的知识、能力和素质结构等的实现方式,它规定了学校人才培养的途径和方式,体现出的是学校的教育思想和教育观念。它是学校人才培养目标、培养方式和培养过程的组合,其中包括培养目标、专业定位、课程体系、教学内容、培养途径、教学运行机制和教学组织形式等。人才培养模式的确定必须使之能适应社会发展的需要,必须遵循受教育者全面发展的规律。 根据国家专业目录中对工业工程专业的要求,高校工业工程专业应培养学生具有现代工业工程和系统管理等方面的知识和能力,以使他们成为将来能对工商企业的生产、经营和管理等进行规划、设计、评价和创新的高级专门人才。工业工程专业学生在校期间主要学习工业工程方面的基本理论和基本知识,接受应用工业工程理论与方法的培训,要具有对工业工程的管理系统进行开发与设计的初步的能力[2]。该专业的主干学科是管理学和机械工程(或电子科学与技术等),主要课程包括电工技术基础、机械设计(或电子、冶金等方面的工程设计)、运筹学、管理学和管理信息系统等,要求学生要掌握工业工程学科的基本理论和基本知识,要掌握系统管理中的分析方法和管理技能,要具备某一工程学科(如机械工程)的基本技能。 经调研,在全国170多所已开设了工业工程专业的高校,该专业分别设在高校的机械与电子学院、机械与自动化学院、航空港工程系、工程技术学院、海洋学院、采矿工程系、生物与环境工程学院、食品科学与工程系、机械汽车工程学院、资源与材料工程系、电子机械系、飞行器制造工程系、机电与动力学院、车辆工程学院、安全工程系等系或学院。在主干学科中,主要涉及机械、电气、冶金、采矿、制药、汽车和食品加工等。 从我国全国范围看,目前我国工业工程专业的人才培养主要有以下几种培养模式: 第一种是以上海交通大学和重庆大学为代表的机械类四年制本科模式。上海交通大学和重庆大学将工业工程专业设在他们的机械院系,其工程技术教育依托于其原有机械专业。在这种模式下,他们的机械工程方面的课程在整个课程设置中占有较大的比例,学生毕业后授予工学学士学位。 第二种是以天津大学为代表的管理类四年制本科模式。天津大学将工业工程人才的培养依托于他们的管理学院。他们要求,学生在系统地学习和掌握了管理方面的知识与原理的基础上,再学习和掌握工程专业方面的基础知识,再了解一门工程学科(主要是机械工程)的知识内容,学生毕业后授予管理学学士学位。 第三种是以西安交通大学为代表的五年制双学士学位模式。在西安交通大学,学生前3年在他们的机电工程专业或电气与自动化专业学习,然后品学兼优者再在管理学院工业工程专业学习2年管理专业的课程。通过5年学习,成绩合格者毕业时获工学与管理学双学士学位。 第四种是以清华大学为代表的六年制本硕连读模式。 第五种是以西安电子科技大学、北京航空航天大学和东北大学等为代表的以电子、冶金、化工及其他相关专业为依托的四年制本科模式。在这些院校,其培养模式既体现了很强的工业工程的特点,同时也体现了他们各自所依托的专业的特色。 以上学校其历史、专业优势和行业背景等都不相同,所以其培养模式就呈现出多样化的状况。可见,如何根据自身的特点来确定自己的工业工程专业的学科定位,如何探索出一条与市场的需求相适应的培养模式就是一个至关重要的问题。 二、工业工程应用型创新人才培养模式的构建 1.专业定位 我院工业工程专业设在我院的计算机与信息工程系。在深入研究国家专业指导目录的基础上,为适应社会发展的需求,我们根据我院的办学条件和办学特色,对该专业的专业定位进行了研究。 在国内,开设本专业的各高校对于该专业所依托的专业选择虽然不尽相同,但机械工程仍占有相当大的比例,而以电子电气专业为依托的并不多。但是,随着电子行业的快速发展,目前在长三角和珠三角等地区要求有电子电气背景的工业工程人才的需求量在增大,并呈逐年上升趋势。 另一方面,我院是一所以商科为特色的地方高校,管理、金融和会计等学科专业可以对工业工程专业主干学科中的管理学进行强有力的支撑。同时,我们的计算机与信息工程系下设的应用电子技术、电子信息工程及计算机科学与技术等专业已开设多年,实验条件齐备,师资力量雄厚,可以对电子电气工程学科有很好的支撑。 综合上述分析,我院就把电气工程作为工业工程专业所依托的学科,把该专业的专业定位在研究电子电气产品的生产制造流程上,主干学科为管理学和电气工程。由于专业定位准确,由于社会对该专业人才的需求量大,所以该专业的招生规模近几年就不断扩大,已从2007和2008两届的20多人快速地增加到现在的平均每届80人以上。 2.“3+1”的人才培养模式 服务于地方经济发展的工业工程应用型创新人才的培养,要求学生在校期间应掌握现代工业工程和系统管理等方面的理论,应具备较扎实的工程技术基础知识和较好的对工业工程理论的实际应用能力及创新能力。为此,经过几年的探索以后,我们提出了一个“3+1”的人才培养模式,即前3年学生在校学习,主要是学好相关基础理论。我们给学生开设了通识必修课、学科基础课、专业主干课及部分专业方向课,同时也开设了公共选修课。第4年即第7学期,我们组织学生到校企合作单位进行相关专业培训。培训完成后进行考核,考核通过者在企业进行生产实习,未通过的则重新进行培训。学生的生产实习期满后,根据学生在生产实习过程中的表现,在第8学期再安排学生完成顶岗实习。在该实习期间,根据自己实习的内容,学生还要完成毕业论文。学生毕业后,对于实习中表现优秀的学生,企业会将他们留下来。 通过此种模式的培养,尤其是通过最后1年的在企业的实习,可以使学生的专业技能和创新意识等都得到充分的锻炼和提高,因而也增强了学生的就业能力。 3.课程体系结构 课程是学生学习知识、形成能力、提高综合素质的依据,是实现学校人才培养目标的核心单元,是教师制订教学计划的依据。课程设置应以“精化基础理论、优化专业知识、强化实践能力、深化素质教育、突出专业特色”为原则。为适应工业工程应用型创新人才培养的要求,我们将我院工业工程专业的课程结构设计成“四个教育平台”和“十个课程模块”。 通识教育平台中包括公共基础课和公共选修课两个模块。公共基础课主要包括思想政治教育、外语、数学、体育和计算机基础等课程,公共选修课为任选课,主要有自然科学、人文社会科学、工具与语言、艺术与体育、卫生与健康和时事政治教育等相关课程。按规定,在公共选修课中,每个学生至少要选修其中的3门课程。通过对此平台课程的学习,学生可以获得自然科学、社会和人文科学方面的基本知识,可以接受到世界观和方法论方面的教育,也可以接受到数学、外语、写作和计算机技术等方面的培训。该平台中的课程教学要求是在第1至第4学期完成。 学科基础课和学科选修课为学科教育平台中的两个模块。其中,学科基础课为必修课。学科基础课中主要包括工程图学及CAD、电工技术、电子技术、管理学和运筹学等,主要在第2至第4学期开设。学科选修课中包括本学科中的共同课程和跨学科的选修课程,主要有管理类课程、电气类课程、机械类课程、经济类课程和计算机类课程等,要求从第3学期开始开设,到第6学期完成。 专业核心课、专业方向课和专业选修课三个模块共同构成了专业教育平台,是对学生进行专业教育的核心课程,是培养工业工程专业高级应用型人才的核心内容。其中,专业核心课中包括“基础工业工程”“人因工效学”“生产计划与控制”“质量管理与可靠性工程”和“设施规划与物流系统”5门课程,涵盖了该专业的核心内容,相继在第4、第5和第6学期开设。根据目前社会对工业工程专业人才的需求和该专业的内涵,我们为之设置了两个专业方向,分别是生产管理方向上的“工业企业现场管理实务”“企业资源计划原理与应用”“成本控制”和物流管理方向上的“先进制造系统”“现代物流设备”及“物流配送中心规划设计”等课程,在第6学期开设,学生可限选一个专业方向进行修读。通过该专业方向上的课程的学习,可使学生具备在某一专业方向上的初步的知识和技能。此外,学生还可以在专业选修课模块中任意选择自己感兴趣的专业选修课程,如“组织行为学”“生产系统仿真”“安全与环境工程”“项目管理学”和“会计学”等来学习。安排本模块课程的学习,意在使学生了解本专业的前沿领域及其发展动态,增强其适应性。本模块课程采用集中授课的方式,要求在第7学期的前8周完成。 能力教育平台的学习主要是对学生进行知识应用能力、动手能力和创新能力的培养,设有基本能力教育、就业能力教育和综合能力教育三个模块,其中包括社会实践、课程设计、专业实训、专业实习、职业资格培训、就业指导和毕业设计等。在职业资格培训方面,要使学生经过培训能获取“见习工业工程师”职业资格证书。这不仅能使学生的综合实践能力得到进一步的提高,更能增强学生的就业竞争能力。 上述各教学平台的学分分配情况见表1。 4.实践教学环节 实践教学是培养学生应用能力和创新能力的重要环节,所以在培养方案的设计中必须确保实践教学的学时,并且做到4年不断线。同时,还要根据区域经济和社会发展对人才的需求来确定实践教学的内容和方式。 在我院,工业工程专业理论教学与实践教学的学时比例达到了6:4。理论教学主要是让学生打好理论基础,同时也拓宽学生的知识面;实践教学则突出对学生进行分析问题和解决问题的能力的培养。 在实践教学中,我们依托院内的实验室和院外的实训基地开展了形式多样的实践教学活动,其中包括课内实验、课程设计、专业实训、社会实践、毕业实习和毕业设计等,做到了4个学年8个学期不断线,并把学生的第二课堂作为能力培养的重要补充。我们每学期都邀请企业专家到学校来授课,或请他们为学生举办专业知识讲座。我们还鼓励学生积极参加数学建模竞赛、专业竞赛、参加职业资格培训及撰写科技论文等。为激发学生的探索精神和创新意识,我们还设立了创新学分,以使学生的个性能得到充分的发展。 在实践内容方面,我们注意循序渐进,即先做验证性实验,然后逐渐向设计性和综合性实验过渡。我们对每门课程都设置了相应的实践教学的内容,尤其加大了电气工程类课程和专业核心课程的实践教学的学时。我们重视与校企合作单位进行沟通和协作,注重以企业生产实际为背景来设计教学案例和实验实训的内容,从而形成了与产业对接的实践教学的体系。校外实训基地的建设使学生能够走进企业,能把企业的生产车间作为他们的第二课堂。如此之后,学生就能根据实习内容完成他们的有实际意义的毕业论文,就能使学生的专业技能和创新意识等都得到较充分的锻炼和提高,就能为学生的就业奠定坚实的基础。 三、实施工业工程应用型创新人才培养模式的效果 经过5年的实践和探索,我们初步形成了一个具有我院特点的 “3+1”的工业工程专业人才培养的模式,并在此基础上构建起了一个符合高级应用型人才培养要求的“四个教育平台”和“十个课程模块”的课程体系结构,重点加强了实践教学环节,收到了不错的效果。 2012年毕业生情况的统计数据表明,采用“3+1”模式培养出来的学生,无论是专业理论知识,还是专业实践技能,都有显著的提高。2012年我院工业工程专业毕业学生共25人,其中70%以上的学生都通过了行业资格认证,都取得了见习工业工程师资格证书。其中更突出的,有两名学生被东北林业大学工业工程专业录取为硕士研究生,有一名学生获得了省级优秀毕业生的称号,一名学生在校企合作单位实习期间即被选派到天津去学习丰田的生产方式;他们的以企业的生产实际为背景的毕业论文还被评为我院的院级优秀毕业论文。 工业创新论文:浅析工业设计创新平台建设与区域整合研究 [论文关键词]工业设计 创新平台 区域整合 区域经济 创意产业 [论文摘要]论述了工业设计创新平台构建的重点内容。从区域整合角度,分析和谐构建工业设计创新平台将促进区域经济的发展,提出应利用工业设计创新平台,实现创意设计人才的培养,分领域推进工业设计中心建设,打造优势突出的创意产业基地和园区,从而实现区域经济结构调整和可持续发展,提高国际竞争力,推动产业区域经济结构升级。 随着科学技术与知识的不断发展,以工业产品设计为核心的工业设计已逐渐被广泛应用于制造、纺织、电子信息、运输装备等行业,可有力加快我国新型工业化进程,带动经济的发展。近年来,对工业设计的创新越来越受到业内人士的关注,不仅是在工业设计自身知识体系与理论方法上的创新研究,更是在工业设计创新平台建设方向与内容上的倍受重视。例如,湖南省依据本省产业发展格局,首度提出工业设计创新平台建设方案,并取得一定效绩。因此借鉴首创省份的发展特点,提出全国范围内发展工业设计创新平台建设,依据区域自身产业格局与经济发展特点,加速区域整合。通过区域间的相互影响与制约,形成具有一定结构和功能特点的复合系统,从而促进区域经济的有力提升,并对我国整体经济结构的发展意义深远。 1工业设计创新平台建设重点内容 工业设计创新平台包含着设计创新、技术研发和人才培养,通过这个平台,可以为全国各地设计行业、科研机构、高等院校、政府部门及社会公众提供全面、系统、方便、高效的与工业设计有关的创新契机。这个平台增强工业设计对产品、企业和产业竞争的支撑能力,成为全国设计行业、制造行业与工业设计院校、科研机构、培训机构搭建技术交流与合作、人才培养、信息沟通与服务的平台。工业设计创新平台构建重点从以下几方面进行。 1)构建产销学研紧密结合的工业设计创新体系[1]。通过国家规划与政策的引导,自主开发工业设计创新成果并进行成果转化,实现市场化运作。建立工业设计院校、研究机构与企业的合作与交流,培养既有技术创新理念,又具有实践设计经验的高端工业设计人才,集技术、人才、成果和产业于一体。 2)构建行业设计中心。围绕增强工业设计创新能力,立足中国产业发展现状,选择中国发达地区工业设计基础较好的机械及装备制造业、纺织服装、家电产品、IT产品、交通运输装备以及工艺美术、传统手工艺、动漫等产业作为工业设计的重点发展领域,培育一批具有国际国内领先水平的工业设计中心。根据全国产业结构发展规划,分领域、分专业推进工业设计中心建设,着重发展与产业结构关联度高、基础优势明显的设计中心[2]。 3)构建创意产业园。采用集聚设计创意企业、提升设计创意环境的方式,建设产品研发设计、家具设计、工业陶瓷设计、展示设计直至传统手工艺设计等为发展重点的工业设计产业发展集聚区,创建技术先进、竞争力强的产业聚集园区。 4)构建工业设计品牌建设工程体系。品牌工程建设的目标是明确企业的品牌战略和品牌结构,梳理组织与品牌的关系,强化品牌对企业发展战略的支撑作用;提炼品牌的核心价值,明确品牌的定位、品牌内涵和品牌口号;进行品牌工程建设的系统规划,为后续品牌建设工作提供行动指南[3]。通过系统的品牌建设工程,提高企业核心竞争力、提高产品附加值。努力培育一批具有市场竞争力和区域特色的产业和产品。 5)构建合理有效的设计创新管理机制。重视设计创新知识产权保护,培育自主知识产权,健康发展专利事业并给予资金扶持。嘉奖对经济与社会生活发展有关键性推动意义的设计,严惩一切剽窃行为。有计划、有步骤地每年组织实施一批市场前景好、技术含量高、具有自主知识产权的新产品、新技术等工业设计创新项目,使优势产业达到国际国内先进水平,主导产业实现产品的升级换代。 2从区域整合发展角度看工业设计创新平 台构建 2.1区域整合的含义与作用 从系统论角度来看,区域整合是指两个或两个以上区域的人口、资源、环境、经济与社会等子系统,在物质、信息和能量的流通与交换过程中,通过相互作用、相互影响、相互依赖和相互制约而组成的具有一定结构和功能特点的复合系统[4]。区域整合是相互毗邻的地区之间彼此长期联系,尤其是在经济发展上的联系。区域整合的过程也是一个资源共享与融合的过程,目标是实现区域经济、社会与生态的整合。通过区域整合,可以加强区域协调与合作,加速区域之间的物质、能量和信息传输,提高区域整体竞争力。区域整合发展是区域发展演化的结果,经济全球化使各国、各地区经济相互联系、相互依赖,因此,区域经济、社会和生态等领域整合发展,参与更大范围的地域分工成为必然趋势,是发挥城市与区域最佳效率的重要机制。 区域相互作用,有的是有序的,有的是无序的;有正效应,也有负效应。区域相互作用的有序关系可以加强区域合作系统内部各区域、各要素间的相互沟通和联系,保持系统内部各种信息渠道的畅通,有利于互相协调、互相学习、互相促进、互相竞争,增强区域整合发展系统的内部活力,最终实现区域和谐发展的目的。而区域相互作用的无序关系造成区域间过度回流、产业同构、恶性竞争、生活成本上升等,产生区域相互作用的负效应,阻碍区域可持续发展。通过区域整合,消除区域相互作用的负效应,使区域间的无序关系向有序关系发展,达到区域整合和谐发展的目标。 2.2工业设计创新平台和谐构建促进区域经济的 发展 通过区域整合,可以加强不同区域内部工业设计创新平台建设的相互联系和沟通,有助于此平台建设的相互促进与协调,如北京、深圳、长江三角洲地区等发达地区工业设计发展较快,高新技术产业和创意产业壮大,有助于建设适应现代设计教育、产业结构、人才培养、技术发展、行业需求的工业设计创新平台。发达地区工业设计创新平台的和谐构建可以带动周边地区及不发达地区工业设计的发展,因此,通过区域整合,有利于在全国范围内搭建工业设计创新平台。区域整合的根本动力是区域利益,如区域经济利益,区域社会利益,区域生态利益等多种利益族。利益族的核心是区域经济利益,其他社会和生态等利益是通过经济利益可以体现出来的。工业设计创新平台和谐构建,通过产业运动对不发达地区会产生更多因素渗入,区域内部因素发生变动,从而推动产业结构向高度化演变,区域经济就会进入更新发展阶段,发达地区通过对不发达地区原料、能源和劳动力资源的使用,形成新的经济增长形式,扩大经济辐射,推动经济发展,因此工业设计创新平台和谐构建促进区域经济的发展。 从发达地区现阶段的发展状况来看,科技创新和文化创意是推动产业结构调整和增长方式转变的两大战略驱动,高新技术产业和创意产业是提升区域竞争力的两大战略产业[5]。科技和文化是产业结构调整的两大驱动力。同时,高新技术产业和创意产业两大产业之间也存在着相互影响、互相促进的关系。因此在平台建设中加大对科技创新与文化创意产业的构建对于区域经济增长尤为重要。然而,与高技术产业不同的是,创意产业的灵魂是文化,提升产品或服务价值的关键要素之一是其文化内涵。文化是产品与服务增值的原动力,这一原动力突破了世界经济格局中的技术垄断,为后起区域的跨越式崛起提供了文化图强的理论依据。近一个世纪,特别是近二三十年中,创意产业发展迅速,已经成为发达国家促进经济发展的驱动力量。发达国家率先提出了创意产业的概念并付诸实践,创意产业的迅猛发展对于发达国家和地区的产业结构调整和保障就业起到了良好的促进作用,同时也满足了人们对物质和精神的个性化需求,对区域环境的改善和生活质量的提高都起到重要的推动作用。 加强工业设计创新平台构建,立足区域特点,合理建设平台构架,最终利用工业设计的创新平台,实现创意设计人才的培养,打造优势突出的文化创意产业基地和园区,从而实现区域经济结构调整和可持续发展,推动产业区域经济结构升级。此外,在平台建设中,打造自我品牌、区域品牌和民族品牌,注重文化创意产业的本土化保护。只有这样才能最终树立起民族优势品牌,提高竞争力。 工业创新论文:生态工业园区与技术创新 摘 要 随着生态工业园区的出现及其日益的发展壮大,它对技术创新发展的影响也日益凸现出来。主要表现在四个方面:推动了回收利用型技术的发展;推动了物料消耗最小化的系统技术的发展;使环境治理技术集成化、系统化;催化绿色技术革命。 关键词 生态工业园区 技术创新 1996年10月,美国可持续发展总统委员会对生态工业园区提出了这样的定义:一个有计划的物质和能量交换的工业系统,寻求能源和原材料消耗的最小化、废物产生的最小化,并力图建立可持续的经济、生态和社会关系。 随着生态工业园区的出现及其日益的发展壮大,它对技术创新发展的影响也日益凸现出来。生态工业园区要求企业依靠科技进步,采用无害或低害的新工艺、新技术,大力降低原材料和能源的消耗,实现少投入、高产出、低污染,尽可能把对环境污染物的排放消除在生产过程之中。生态工业园区发展推动了企业技术创新。 1 推动了回收利用型技术的发展 随着生态工业园区的不断发展,生态经济的观念日益深入人心。企业经济效益的高低直接与物质流动模式相关,原有的物质流动模式造成经济活动的“高开采、低利用、高排放”,这使得人们不得不开始转向对回收利用型技术的关注。回收利用型技术的物质流动模式可以表示为“资源——产品——消费——再生资源”,通过对物质和能量最大限度的回收利用,使经济活动对自然环境的影响降低到了尽可能小的程度,同时也大大的降低了企业的生产成本,达到了“低开采、高利用、低排放”。 在加拿大Burnsde工业园区,通过回收废纸然后外运供其他公司生产衬垫板,另一家包装公司则重新利用电脑公司的过剩的聚苯乙烯;它还拥有各种回收和再利用公司,处理颜料盒、丝带重新涂墨、轮胎翻新和家具翻新等;另外还使用银回收系统回收印刷工厂的银;同时园区内的19家化学品生产销售公司还联合进行化学品交换。 在美国,查塔诺加(Chattanooga)生态工业园区,通过重新利用老工业企业的工业废弃物来减少污染和增进效益。如将旧钢铁铸造车间改造成一个利用太阳能处理废水的生态车间;紧邻的肥皂厂则循环利用废水;而肥皂厂旁边是利用肥皂厂副产作原料的一家工厂。这样就建立起了一个相对完整的生态工业网络。Choctaw生态工业园区则基于园区所在地丰富的特定资源,也就是俄克拉何马州大量的废轮胎资源,通过采用高温分解技术将这些废轮胎资源化从而得到炭黑、塑化剂和废热等产品。 在我国,天津开发区生态工业园区的企业将汽车生产中的废钢及其它边角废料回收后,通过熔炼等加工过程制成钢锭,再提供给丰田模具工厂作为其生产模具的原料。另外,针对食品饮料业能源消耗量大且稳定的特点,天津开发区开展了企业内部和行业间的蒸汽梯级利用;并进行行业之间、企业之间的共生合作,构建废水代谢链条。还致力于雨水的收集和再生利用;致力于垃圾分拣和再生,使危险废物实现资源化;以及有机废物堆肥化处理、剩余生活垃圾焚烧发电。广东南海生态工业园区也是一个成功的实现了对废弃物的回收利用的例子。园区由设备加工、塑料生产、建筑陶瓷、铝型材和绿色板材等5大行业组成。根据技术可行性及保护环境的前提条件,核心企业及其相关的附属企业组成5个相对独立、相互共生的工业生态群落,通过物质和能量的相互交换,构成多种物质能量链接的生态链网络。在这其中,有3条属于闭合循环的生态链:环保仪器设备厂生产的产品在消费后报废予以拆解,其中可以再利用的零件供维修用或回到企业供生产用,不可再利用的零件经五金加工厂回炼成金属原材料,重新生产零件供给厂家生产仪器设备;可降解塑料厂产生的废塑料进入塑料添加剂厂用于生产增韧剂,然后返回可降解塑料厂供生产使用;绿色板材厂在生产过程中,产生的树皮、木屑等,通过加工成生产板材用的胶黏剂,再次返回板材厂生产使用。园区内企业的废弃物通过废物交换、循环利用,不仅降低了废物排放,而且还能吸收消化园区外的塑料废物、废旧五金等,不仅如此,每年还可通过节省原料和能源、处理废物使得成本降低、再利用废物等方式获得相当高的经济效益! 从这些闭合循环的设计上可以看出,园区企业间利用彼此生产中产生的副产品和废弃物作为再生资源,经过加工后重新返回系统循环使用。这种循环生产的理念,充分带动了回收利用型技术的发展,更很好的体现出了工业生态系统物质循环和能量有效利用的理论。 2 推动了物料消耗最小化的系统技术的发展 在生态工业园区,内部企业之间彼此利用“废物”,使企业之间形成一个封闭的系统,从而使物料消耗达到最小化。具体可从两个方面来考察。 一方面,产品的数量保持不变,而物料的消耗绝对减少。以卡伦堡生态工业园区为例。该园区主要包括发电厂、炼油厂、制药厂和石膏制板厂。其中,电厂向炼油厂和制药厂提供发电过程中产生的蒸汽;将除尘脱硫的副产品工业石膏,全部供应附近的一家石膏厂作原料;将粉煤灰出售,供铺路和生产水泥之用;炼油厂产生的火焰气通过管道供给石膏厂用于石膏板生产的干燥,减少了火焰气的排空;酸气脱硫生产的稀硫酸供给附近的一家硫酸厂;炼油厂的脱硫气则供给电厂燃烧。另外,炼油厂的废水经过生物净化处理,通过管道向电厂输送冷却水用于冷却发电厂的发电机组,而发电厂产生的蒸汽回头又供给炼油厂;热电厂同时也把蒸汽出售给石膏公司和市政府;热电厂的脱硫装置使燃烧气体中的硫与石灰石产生反应,生成石膏供应给石膏材料厂作为原材料。而炼油厂生产的多余的燃气,又可以作为燃料供给发电厂和石膏厂。由此可见,通过对一系列的能减少物质消耗、封闭物质流的技术的应用,卡伦堡生态工业园区极大地节约了相关公司的成本,并且带来了许多新的收益。据测算,在这些交换中产生的共生物料量大约相当于Asnaes电厂每年购买的煤量(200万t/年),亦或相当于Statoil精炼的北海原油吨数(480×104t)。由此可见,卡伦堡生态工业园区通过形成一个有效的循环再利用网络,实现了绝对减少物料消耗的目的。同时,还最大限度地保护了当地的环境,减少了污染。从生态学角度说,卡伦堡表现了一个简单的食物链的特征:生物体消耗其他生物体的废物和能源,彼此之间共依共存。 另一方面,产值相同的前提下,单位产值消耗的物料相对减少。鲁北生态工业园区,园区内部包括磷铵硫酸水泥联产、海水“一水多用”、盐碱电联产3条密切相关的生态产业链,这些产业链通过系统化、网络化,协同、共生,构成了一个生态型工业系统。 具体来讲,以磷铵、硫酸、水泥产业链为例。在磷铵、硫酸、水泥产业链(简称PSC)中,磷矿与硫酸制取得到的磷酸与合成氨反应制得磷铵,副产品磷石膏送往水泥厂生产水泥。富含SO2的水泥窑气送往硫酸厂生产硫酸和液体SO2,液体SO2用作生产溴素的原料。硫酸送往磷铵厂用于磷铵的生产。以煤矸石为燃料的热电厂产生的电力和蒸汽供各厂使用,锅炉副产的炉渣、炉灰作为混合材料生产水泥。在这个系统中,生产磷铵排放的废渣磷石膏,用于制造硫酸并联产水泥,而硫酸又再返回用于磷铵的生产,上一层产品的废弃物成为了下一层产品的原料。使得资源得到了高效的循环利用,在整个生产过程中,没有废弃物排出,形成了一个封闭的工业生态循环系统。这使得对磷矿的开采降到了最小的程度,同时也避免了对硫矿以及石灰石矿的开采,使对物料的消耗达到了最小化。据测算,它的磷铵成本比同类企业的产品成本低30%,水泥成本低20%,硫酸成本低50%。 我国山东鲁北工业园区创新出了3种关键性技术,以实现系统内部的物质与能源的循环与转换,这3种技术为:磷石膏制硫酸联产水泥技术;磷石膏分解技术;补加高硫煤、窑外分解及控制氧化气氛技术。通过对这些技术的系统应用,实现了整个鲁北生态工业园的完整链接与运行,进而实现了降低物料消耗、综合利用资源、消除污染的目的。这种生态工业模式也必将进一步推动节约型技术的系统化发展。 3 使环境治理技术集成化、系统化 治理整个生态工业园区的环境问题与治理单个工业企业的环境问题截然不同。在生态工业园区出现之前,前两代工业园区的企业彼此独立经营,缺乏企业间副产品与废弃物的有效流动和再利用,缺乏环境治理技术上的相互合作机制,致使资源利用效率低下并且环境污染严重。 对生态工业园区而言,对环境污染的治理不能够再局限于对一种有害废物的处理上。如在处理污水时,不能简单的只处理水污染问题,因为处理污水的同时还会产生有毒、有害的污泥。在处理某个成员企业的废弃物时,还要考虑到是否可以进行交换再利用,处理方法是否可以在成员企业间形成贯通的链条。这就要求环境治理技术要系统化。生态工业园区的企业成员间应该形成一个封闭的环境治理技术的链条。如供水——收集污水——污水处理——有害废物存放和处理——垃圾填埋,就是一个简单的环境治理技术的集成。 根据各生态工业园区所采用的环境治理技术的不同,又可划分为两类。一类均采用现有技术,对这些技术进行综合,使之组合成一个完整的循环系统,或者称之为一个集成;美国切克托生态工业园就属于此种类型。另一类是针对自身生产的特点,采用新开发的一整套技术,从而使环境治理技术达到系统化。广西贵糖生态工业园区可作为此类型的代表。 美国切克托生态工业园区通过集成现有技术,形成了一个生态型工业体系。它将回收的废旧塑料品直接供给塑料制造公司作为原材料。抽去废旧轮胎中的钢丝后,将其粉碎成橡胶颗粒,通过传动带输送到联邦循环技术公司进行高温热分解,得到塑化油和碳黑;而钢丝在集中处理后,作为钢材再利用;塑化油经管道输送到塑料制造公司加工处理,成为可用的塑料。塑料再经管道传送到两家公司,一家公司以此生产塑料标牌,另一家用来生产彩色胶片。碳黑以浆的形式经管道输送到另一家公司,以此生产小型硬胶轮胎。由此可见,切克托生态工业园区通过将这些废旧物资的回收与处理技术集成化,充分利用废弃物,使其分解后回收再利用,有效的形成了一个密闭的生态循环网络,最大限度的利用资源,最大限度的减少了造成污染的废弃物的排放,实现了经济效益与环境效益的双丰收。 贵糖生态工业园区以制糖业为主体,兼容了甘蔗种植业、造纸业和酒精业以及热电厂。众所周知,制糖业本身是一种排污多、污染重的行业,特别是在中国这种制糖技术比较落后的国家,制糖企业造成的污染和浪费一直是该行业比较难以克服的一个大问题,为了解决这一问题,贵港生态工业园区通过引进制糖业以外的其他相关企业,共同组成了一个生态工业链系统,成员企业间均存在着输入和输出的相互依赖关系,物质和能量在这条生态工业链中被系统化的利用,十分有效的提高了污染物和废弃物的净化率和转化率。例如,在制糖工艺中输出的废糖蜜,被酒精厂酒精车间作为资源用来生产能源酒精或食用酒精,酒精车间产生的酒精废液经过浓缩、干燥和补充必要养分后,制成复合肥,这样就使废糖蜜得到了充分的利用,减少了环境的污染;造纸中段的废水(碱性)与热电厂锅炉的含硫烟气(酸性)通过除尘脱硫塔进行中和反应,减少了污染物的排放;通过一系列的措施促进水的重复利用,极大的减少了废水的排放。总之,贵糖生态工业园区通过除尘脱硫、回用水工程等系统化的环境治理技术,形成了包括处理废水、废气、生产水泥、轻钙等副产品以及利用酒精生产过程中的副产品——酒精废液制造复合肥、向园区制造系统提供回用水的一个环境综合处理系统,充分体现了其环境治理技术的系统化,极大程度的解决了区域结构性环境污染问题。 4 催化绿色技术革命 技术创新按创新的新度来分,可区分为重大技术创新和渐进技术创新。重大技术创新是指由于技术上的重大突破和新技术革命所导致的创新。渐进技术创新是指技术原理无重大变化的产品和技术改进。重大技术创新可以是单元技术上的创新,也可以是同时涌现数种技术甚至是整个系统层次上的创新。后者亦可称之为蔟状式创新。IT业的技术创新形式就属于这种情况。众所周知,IT业作为当今信息时代的领头军,其技术的更新速度可谓是日新月异,往往一夜之间就会涌现出数种新技术,淘汰掉前一天还十分盛行的技术及产品。这就是典型的蔟状式创新。 由生态工业园区所引发的绿色技术革命就属于蔟状式创新。所谓绿色技术,是指能减少污染、降低消耗、治理污染或改善生态的技术体系。当今的环境问题主要表现为资源枯竭、生态恶化和环境污染。为了解决这些环境问题,人类需要超越现代技术,寻求一种新的技术体系,以实现人类的可持续发展。绿色技术就是在这样的大背景下应运而生的。绿色技术包括清洁生产技术、治理污染技术和改善生态技术。由此可见,绿色技术不仅要解决之前生产过程中造成的环境污染问题、改善生态环境,还要防止未来的环境污染和生态恶化问题。 生态工业园区要求园区成员间在物质和能量的使用上形成类似自然生态系统的生态链或食物链,以实现物质与能量的封闭循环和废物最少化。为达到这个目标,必须改进现行技术,使技术向清洁生产、实现污染零排放方向发展。这就使得企业纷纷致力于发展绿色技术。在生态工业园区这样的大环境下,绿色技术是如雨后春笋般大批量的涌现出来的,这也就是蔟状式创新。这直接促成了整个系统层面上的绿色技术革命。 在小区域范围内,由于生态工业园区是以生态工业链为基本结构,园区企业间的排列结构类似于生物链,均存在着物质的输入输出关系,这就直接决定了园区内的绿色技术创新将以蔟状式涌现为主要特征。以日本腾泽(Fujiaswa)生态工业园区为例。为了实现由末端治理技术向减少废物和降解废物方面的转化,实现园区污染零排放的目标,园区迫切需要一系列的绿色适用技术。在这种情况下,腾泽(Fujiaswa)生态工业园区的上属公司EBARA公司开发出了各种废物转化新技术,主要包括硫化床气化燃烧和处理系统、烟道气处理系统、太阳能光电池系统、风能涡轮发电机、污水加热交换泵以及新型的燃料电池技术等。通过应用这些绿色技术,使得园区与传统的工业系统相比,估计降低40%的能源消耗,降低30%的水消耗,减少95%的废物排放和30%的二氧化碳排放。 对于整个社会层面上来讲,绿色技术的创新更不会是以零星出现、散状分布为特征的。随着生态工业园区的不断涌现及发展壮大,为了达到经济与环境的双赢目的,企业对绿色技术的要求也变得越来越迫切,而为了实现物质在整个社会系统内的良性闭合式循环,势必要求绿色技术形成一条绿色生产工艺的链条,主要包括水的重复利用技术;能源综合利用技术;回收、再循环、重复利用和替代技术;环境监测技术等。 生态工业模式需要无害化新技术、新工艺的支撑,因此,生态工业园区的建设和发展势必带来技术上的进步和竞争力的提高。但要实现这些技术上的突破,还需要政府、园区、企业的相互促进,从政策、组织、管理等多方面积极的配合。 工业创新论文:我国汽车工业的成本管理创新战略 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。 工业创新论文:基于集群式创新的东北老工业基地产业升级 摘要:党的十六大,把支持东北老工业基地的调整和改造战略提到议事日程并逐步实施。然而,如何认识“东北现象”的原因,如何推进东北老工业基地的改造、升级和产业振兴,可谓“仁者见仁,智者见智”。本文拟从集群式创新的角度,以集群式创新的竞争力优势、东北老工业基地的产业现状及其成因为基本点,来探讨东北老工业基地的改造与产业升级问题,并提出相应的对策建议。 关键词: 集群创新 东北老工业基地 产业升级 一. 集群式创新的竞争力优势分析 对一个区域来说,产业的有效升级一般有两条路径:一是沿着产业层次的不断提升,即从传统产业向高新技术产业、从轻工业向重化工业演进,这是众所周知的产业升级路径。二是沿着全球分工体系中的价值链提升,即从低附加值产品向高附加值产品、从低加工度向高加工度、从生产普通零部件到关键的核心部件的基于专业化分工和协作的集群创新升级模式。大量的实证研究表明,由于产业集群能够获得建立在专业化分工基础上的报酬递增、企业间的互动学习和合作创新等优势,从而成为具有高端竞争优势的产业升级模式,进而促进区域区域经济的发展和繁荣。正如波特所指出的,区域经济的增长和竞争优势在很大程度上依赖于促进和发展集群的能力,其核心是集群式创新网络的发展。 集群式创新,是指以专业化和分工为基础的同一产业或相关产业的企业,通过地理位置上的集中或靠近,形成长期稳定的创新合作关系而产生创新聚集,进而获得创新优势的一种平等开放的创新的网络组织形式。从其构成来看,这个网络包含有一系列的创新网络结点。这些结点往往与某一产业相关,包括了各类企业,如零部件、机器设备和服务的供应者,生产上有互补性的企业,下游的渠道和顾客,以及在知识、技能、技术上相关的企业,还有各种机构,如提供教育、培训、相关信息以及研究和技术支持的大学、职业培训机构、标准制订机构、咨询和评估机构等社会机构,提供公共产品的政府机构等。在发展较成熟的产业集群中,这些企业或机构间已建立了持久的联系,形成了良性的互动结构。其中,基于社会资本优势的创新合作,是其最基本的特征。 从集群式创新的竞争力优势来看,由于强大的社会资本优势使比邻而居的企业之间由于频繁的交往和经常性的合作,产生了面对面的交流与学习的便利性,一项技术创新很容易为其他企业所发现,通过技术转让与模仿,该项技术创新较容易地在集群内扩散;其他企业通过对此项科技创新的消化、吸收与模仿,在此基础之上进行技术改良,又导致渐进性的技术创新不断发生,形成强大的挤压效应。而且,在产业集群中各行动主体因地域的接近、交往的频繁等因素,减少了学习与交流的交易费用;遍在的合作行为,又导致了企业资源和能力的互补,降低了创新的风险。这一切导致了“集群中飘荡着行业秘密的空气”,集群中技术溢出效应更强,使默会的知识更容易扩散,创新更容易发生。与此同时,集群式创新网络有利于新企业的衍生。集群的规模越大、产业的价值链越长、企业集聚的程度越高,企业的专业化分工往往越发达,衍生企业也就越多。这些衍生企业常常把公司的选址靠近母公司,利用原来的关系网络和共享的信息开展创新活动。从现实的发展来看,硅谷的创新正是由以企业的衍生为载体而不断产生和扩散的。在硅谷的70家半导体企业中,有近50%的企业是最早建立的费尔柴尔德公司的后裔,在这些后裔中,诞生了诸如英特尔、国民半导体公司等世界电子信息工业产业的先导。正是这种永无止境的技术和产业的自我激励的发展过程,促进了硅谷的发展和集群竞争力的提高,相对于东北老工业基地而言,产业升级缓慢和产业振兴乏力的一个重要原因就在于衍生机制出了问题。 二.东北老工业基地的产业现状 从整体来看,东北老工业基地的产业技术水平比国际先进水平落后20 至30年以上。大多数国有企业技术开发能力相当薄弱,很少能形成自己的核心技术。从机械行业来看,东北三省尤其是沈阳,号称全国的总装备部,其制造业曾经是新中国制造业的骄傲。然而,现在却步履蹒跚,经济发展缓慢。我们知道,装备工业在国民经济中占有决定性的地位,它一方面担负着为制造业及其它行业提供先进技术装备的重任,其所提供的技术装备性能是否先进、质量是否优良、成本是否合理,在很大程度上影响制造业及其它行业的竞争力;另一方面它又联系着材料、电子和零部件加工等行业。在机械行业中机床尤其是数控机床是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础产业,其水平的高低和拥有量的多少,是衡量当今一个国家工业现代化水平的重要标志。我国是世界上生产机床最多的国家,尤其是东北老工业基地,在80年代中期以前,占有全国市场份额的70%。然而,从产品本身来看,大多数属于中低档产品,其中数控机床的的拥有量只占5%,而发达国家已经达到80%。与现时大多数企业产品积压和开工不足相对应的却是每年20~30亿美元的设备进口,其中石油化工装备的80%,轿车工业装备、纺织机械、胶印设备、数控机床的70%,光纤制造设备的100%,集成电路芯片制造设备的85%都依赖进口。这样,就形成了供给结构与需求结构的错位,从而失去了市场优势。然而,与东北老工业基地技术基础薄弱和创新能力低下相对应的是老工业基地也一直在进行技术改造和技术创新,但结果却是不断地重复“引进——落后——再引进——再落后”以及“落后——改造——再落后——再改造”的技术发展怪圈。无论是企业的创新能力还是竞争优势都没有得到实质性提升,经济——技术相脱节的问题也长期没有得到解决,产业升级和振兴乏力。 三. 东北老工业基地产业技术创新现状的成因 造成东北老工业基地技术创新能力不足、产业升级缓慢和振兴乏力的因素很多,诸如资金供给约束、经济结构障碍等,但在笔者看来,更为重要的因素就在于社会资本的缺失和有效的制度供给不足。 1.创新环境与社会资本缺失 从社会资本与创新环境来看,东北老工业基地创新能力不足和区域创新乏力主要是因为社会资本薄弱和有效的创新环境缺失。社会资本薄弱,是指区域内企业间以及企业与相关机构之间缺乏基于信任的合作基础与相互联系的纽带,无法形成合作的创新网络。这种社会资本与创新环境的缺失,主要表现在以下几个方面: 第一,企业之间横向关联度低、过于强调竞争而忽视合作。如前文所述,企业间的频繁的交往、联系与合作,能够实现优势互补、知识共享,降低交易成本。但老工业基地的企业,长期以来倾向于和政府之间的纵向的、传统的和封闭的联系,忽视跨企业、跨产业之间的联系与互动,倾向于企业的单向突进,因而无法共享社会关系网络所带来的创新聚合效应。也就是说,尽管大量的企业在地理上集中于某个区域,在地方上连接成片。然而,在生产上却相对独立,企业之间各自为战,缺乏信任和合作,在发展过程中缺乏应有的各种正式和非正式的技术、知识和信息的交流。由于企业间忽视合作的效用而片面地强调竞争,在行为上“万事不求人”,企业间“老死不相往来”。这样,企业之间不但无法像国外发达地区的企业那样,通过合作网络进行专业化分工和创新合作,从而在互动和相互学习中不断创新。相反,在市场竞争中非但难以合作,甚至相互拆台,导致技术、信息和各种隐含经验类知识流动严重不畅甚或断流。特别是当企业技术开发的基础水平和技术力量相对薄弱时,企业独立的技术开发就严重制约了技术创新总体水平的提升。事实上,企业无论在什么条件下开展什么经济活动,它的行动都首先是一种社会行动,总要受社会的限定。它总是嵌入于持续存在的社会关系网络之中,这个社会网络与经济网络共同构成了集群内部的创新网络。 第二, 从企业与相关机构的关系来看,企业与相关机构(大学、中介组织和科研机构)之间的合作、联系和知识流动严重不足。我们知道,在一个创新系统中,最重要的是不同参与者之间的相互联系,这种联系促进了知识流动。也就是说,在我国现有的创新体制下,企业只有与大学和研究机构密切联系,才能诱发新的研究与开发活动;作为大学和研究机构只有与企业密切联系,才能使自己的研究成果不断的及时转化为商品,实现技术创新的双赢。从东北老工业基地来看,企业与大学和研究机构的研发合作比例与全国平均比例相比还比较低。特别是在创新资源和创新能力有限的情况下,企业与科研机构及大学之间开展合作创新,是创新资源有效配置的一个极其重要的途径,这不仅可以消除技术创新的低水平重复,而且可以加速产业升级,摆脱所谓的“东北现象”。 第三,从产业联系来看,东北老工业基地没有形成有效的专业化分工和配套体系,产业间的联系薄弱,从而使东北的企业尤其是国有企业象“孤岛”一样悬在这里,形影相吊,没有或少有就近配套企业,只能靠历史上形成的家底和增加新的投入在苦苦支撑。从“一汽”来看,由于孤悬东北,使其创新性研发成本必然比拥有创新网络的兄弟企业要高,获得同样的技术信息和市场信息,也要比那些处在汽车产业聚集区或接近汽车产业聚集区的汽车企业高。 2.有效的制度供给不足与政府政策失灵 为促进本地的技术进步和经济发展,国家和当地政府都制定了产业发展、技术进步与发展知识经济的规划。然而,在诸多的规划中主要遵循的是线性思维模式,即存在着就技术谈技术的倾向,把注意力主要放在如何投入更多的人力物力去研究开发新技术,忽视了技术创新的复杂性特征,忽视了创新环境对技术创新的影响。同时,政府常常把技术创新过程看作是一个管道,认为只要有R D投入,管道的另一端就应该有产出。而且,对技术发展的评价指标也主要依赖于R D投入和产出的多少,忽略了技术创新本身应该是一个复杂的、互动学习的社会化过程。当发现科学技术水平发展缓慢和技术创新能力较弱时,不是从克服制度缺陷上找原因,而是希望通过提高创新意识、加强技术进步指标考核等方面扭转局面,结果往往劳而无功。 从产业发展规划来看,东北老工业基地由于受计划经济体制和刚性生产的影响,政府在经济规划中或是凭经验办事或是盲目效仿,往往不能和企业进行有效的沟通,了解企业的真正需要。同时,政府至今仍停留在用“支柱产业”来带动其它产业发展的西方六七十年代的认识水平上,片面地强调地区比较优势, 从而造成各省产业优先发展目标的一致性和区域产业结构趋同化。这种结构趋同使企业之间并没有形成真正的专业化分工,技术的关联度低,也没有形成基于共同地域文化背景之上的相互认同和协作关系。这样,不仅弱化了技术创新资金的使用效率,而且加剧了创新的风险和不确定性,进而加大了企业的创新成本,导致创新乏力。与此同时,东北老工业基地在产业发展过程中,存在着过于重视主导产业的发展而忽视甚至忽略了相关产业及支持产业发展的倾向。然而,世界上任何一个国家持久成功的产业都不是孤零零地单独存在的,而是以产业集群的形式出现。产业集群既包括主导产业也包括有竞争力的支持性产业和相关产业。支持性产业和相关产业不发达或创新能力较弱,主导产业也不可能发达。因此地方政府要让自己的重点产业获得竞争优势,必须注重对支持性产业和相关产业及其创新能力的培育。事实上,当今的区域发展已经不完全是如何利用资源条件来选择那些支柱产业以带动其它产业发展,而是如何在区域的历史和产业文化基础上形成某个专业化的特色产业集群,进而构筑一个有特色的地方生产系统和创新系统。这时合作战略与竞争战略同等重要,因为决定一国或一个地区竞争力的绝不是一国或地区的的一两个大企业,而是该国、该地区一系列有竞争力的产业,产业竞争力的大小又取决于产业创新与升级的能力,一国或地区工业化的过程正是产业层次技术创新持续活跃的过程。 四.东北老工业基地面向集群式创新的政府公共政策 作为集群式创新网络,其形成和发展是一个自组织和自依赖的过程,但这种自组织过程并不排斥作为创新网络结点之一的政府作用的发挥。特别是在东北老工业基地现实的状况下,更应该发挥政府的作用,但这决不意味着政府对创新主体企业行为的替代。恰恰相反,地方政府政策作用的基点是为企业或产业的创新创造一种有效的区域环境。 1.营造有利于培育本地企业家和创新的产业文化氛围 创新网络的有效运行和区域创新效率的提高离不开良好的创新文化,即知识的水平流动与配置以及鼓励尝试、宽容失败的文化氛围。 由于多年来的急功近利思想的影响,使我国的学者和企业存在一种把知识分为可用知识 (功用知识)和不可用知识(价值知识)的倾向,没有意识到两者之间的深层联系。这种过于重视可用知识而忽略价值知识的倾向,使得可用知识建立在一种脆弱的基础上。也就是说,在学科领域内忽略了价值知识在营造文化氛围中的不可替代的作用。与此同时,在人们的价值观念即学科以外的文化上,也存在着不利于创新的成分——强调一律性、成败论英雄、小富即安以及忽视个性化的价值观和思想意识。上述两种文化倾向,导致了创新文化的缺失。而事实上,有效的创新文化对区域或集群甚至一个国家的创新绩效有着至关重要的影响。因此,东北老工业基地要提高和维持本地区的创新能力,就必须把激励创新的文化建设放在重要的地位。从现实来看,创新文化的建设主要应从教育入手,重塑人们的价值观,这将是一个长期而艰巨的任务。 2.营造创新网络所必须的信任环境 信任是创新网络得以形成和有效运作的基础。信任的缺失将极大地影响创新系统的有效运转,对区域创新能力的提高产生阻碍。因此,在信任环境不足的情况下,政府及相关机构必须采取相应的政策,以营造有利于创新合作的信任环境。 3.营造有利于区域合作创新的制度环境 制度创新是生产关系调整和体制变革,它为各类创新活动主体追求持续创新提供必要的制度保障,有利于提高创新及经济运行的效率。我国特别是东北老工业基地正处于由传统的计划经济向社会主义市场经济的转轨时期,在制度安排方面仍然存在许多不尽合理乃至阻碍生产力发展的因素。实际上,创新主体间的网络化联系也离不开制度环境的支持,在市场竞争的社会里,要促使创新主体间乐于交流合作,必须要有规范化和制度化的组织机构,以平衡各方利益,从而降低交流障碍。因此,如果不能在法律制度、道德规范上为交流合作各方之间的信任建立保障,必然会使创新主体间存在过多的猜忌防备,影响合作的进行。与此同时,互惠是合作关系得以维持和发展的关键,建立在互惠之上的合作才具有持久性。政府可以通过对于集体行为的规范和合作报酬机制的设定平衡企业间的利益,达到企业间在合作中的互惠互利。因此,必须营造有利于区域合作创新的制度环境,以重建东北老工业基地的产业联系,以产业集群战略和集群式创新网络提升东北的产业竞争力。 总之,对东北老工业基地的当地政府而言,老工业基地的改造关键是产业竞争力的提升和区域经济振兴,而不是企业解困。为此,其政策作用的基点应以机制创新、结构调整和技术创新为突破口,把重点放在扩大就业、结构调整和产业升级上。从这一点来看,促进产业集群和集群式创新网络形成和发展,将是一种有效的模式。 工业创新论文:寻求公共管理创新与经济发展的良性互动——中新苏州工业园区的成功探索及启示 [摘要]苏州工业园区的成功很大程度上得益于园区积极借鉴新加坡公共管理的经验,形成了一系列富有特色的先进的公共管理意识、体制和模式。本文分析了园区政府理念创新的三个纬度,论证了体制创新是理论创新转化为实践的中介,以及园区公共管理体制创新与经济发展的互动,并在提出借鉴国外先进经验与立足本国国情相结合原则的基础上,深入探讨了园区借鉴新加坡经验对外辐射的制约因素。 在二十世纪九十年代兴起的新一轮改革大潮中,以总设计师邓小平同志的特区开发思想为指引,一大批各级各类的开发区在我国如雨后春笋般涌现出来,成为经济增长的“领头羊”和动力源。中新苏州工业园区(以下简称园区)就是其中一个光彩夺目的亮点。由邓小平同志首倡,1994年2月26日,中国政府和新加坡政府在北京签署《中新两国政府合作开发建设苏州工业园区的协议》,创造了两国政府之间合作进行土地成片开发的案例,并由于协议中对借鉴新加坡公共管理经验的规定而使这次合作具有了非同寻常的重大意义。如今,八年过去了,园区不仅按照预定的设想运转正常,经济社会发展取得辉煌成就,而且由于其在寻求公共管理创新与经济发展良性互动方面所积累的实践经验及其理论价值而受到政府、经济界和社科界的广泛关注。我们认为,园区建设成功的不可或缺的一环是在借鉴新加坡公共管理经验基础上的创新。这种创新从内到外表现为三个层次,即理念创新——体制创新——行为创新——经济发展。 一、 政府理念创新的三个纬度 理念创新是公共管理体制创新的内在动因,园区借鉴新加坡经验首先体现为政府公共管理理念上的创新。它包括以下三个层面。 1.从管制思维到亲商思维(服务思维) 在全球化趋势日愈凸显的大背景下,政府应转变传统管制思维,树立权利本位、亲商思维、服务理念。在亲商思维的指引下,政府行为由服务型方式取代命令型方式。所谓亲商思维是指园区行政部门以为客商服务为最高宗旨,把亲商思维消化在招商引资、日常管理服务的态度和价值观中,帮助客商获得满意回报率,同时使园区获得相应收益从而形成双赢格局。亲商思维是新加坡公共管理经验的核心,它认为政府并非真正的财富创造者;只有当政府成功地提供了一个适于工商业发展的环境,并使这些企业取得比在其他国家和地区更高的投资回报率,才能吸引更多的优质投资,国家经济才能得到快速提高。亲商思维把政府——工商业——人民利益三者统一于工商业的发展,通过发展工商业以提高人民的生活水平,提高国家竞争能力,促进国家经济的持续快速的发展。 园区管委会将亲商思维溶入到公共管理实践中,具体体现为亲商观念的培育,园区各部门依靠高效的招商网络,建立了无微不至的客户服务体系,充分尊重客户的意愿,为客商提供快捷、简便的一站式服务体系。同时采用敲门法的“国际招商网络”,即有的放矢地主动招取优质投资项目;建立综合性的竞争优势,即园区管委会给予客商确定、清楚、快速的答复,一旦承诺,务必兑现;提供有吸引力的特殊政策;确立为我而用的招商标准。园区依靠新加坡经发局的国际招商网络,以高新技术产业为主体,由浅入深地逐步形成点一线一面一化的园区发展高新技术的招商策略。亲商思维改善了园区政府形象,提升了政府信誉,促进了园区经济发展,吸引了一批又一批世界产业巨头落户园区,从而形成了高科技。高税收、高就业的园区发展格局。 2.从人治思维到法治思维 国际贸易中的公正观念。互惠观念、谈判协商观念本质上都与规则观念紧密联系。全球化时代下的公共管理就是要按规则办事,公正、公平、互利。通过协商谈判的途径解决纠纷和难题。政府应制定与世贸组织的原则相一致的游戏规则,完善市场经济体系,逐步地把政府行为纳入法治化的轨道,使政府管理模式从个人权威转向规则权威,使政府理念由从人治思维到法治思维。新加坡是一个法治国,它强调:法律面前人人平等,法律之内人人自由,法律之外没有民主,法律之上没有权威。坚持依法治理。严格执法是新加坡经济发展的重要经验。 园区通过对新加坡法治经验的引进一一借鉴——运用,以法治思维探索建立了依法治园的法规体系和执法机制,形成工业园区完善的法制环境。其内涵表现为: 首先转变政府职能,建立专家治园的规划管理体制。园区的规划管理体制推行专家治园,公开公布政府的园区规划,然后授权规划师分级管理,行政首长只处理违规申请和上诉案例。同时实行一套严格的监督机制以杜绝腐败。 其次,完善和明晰园区法规。结合中国国情和园区实际需要,园区管委会共编制了18项管理办法,如城市规划建设管理办法、建设项目环境保护管理办法才十商投资项目管理办法、外商投资企业行政性收费目录搏动管理办法、公积金管理办法、国家公务员实施细则、预算外资金管理办法等等,将园区公共管理纳入法治化。公开化、透明化的轨道。 最后,执法透明化。园区制定的《苏州工业园区规划管理办法》明确规划管理的内容。程序和工作时限,执法人员严格依法办事,一视同仁,努力营造公平、公正、公开的园区投资环境,使客商清楚地了解园区管理依据、程序和方法,从而使执法主体与外商企业之间形成信息对称。管委会依法治园的精简、高效、廉洁的政府形象受到了普遍好评,增强了园区的综合竞争力。 3.从以物为本到以人为本的思维 “人的现代化是国家现代化必不可少的因素,它并不是现代化过程结束后的副产品,而是现代化制度与经济赖以长期发展取得成功的先决条件”。公共管理既是对人的管理,也是为人的管理。公共管理的目标木单纯是公共物品的生产,而且也包括如何促进人的发展。尊重人、依靠人、发展人、为了人是园区人力资源管理的关键内容。“人力资源是新加坡唯一的资源”是新加坡人在经济发展中形成的共识。它将人的智慧和能力作为一种巨大的社会资源来开掘和利用,其内涵体现为:充分有效地发现城市内外、国内外人力,做到人尽其才;提供创造精神和物质财富的条件,知识更新和再培训的条件;发展教育和智力投资。 园区通过对新加坡以人为本的人力资源管理体制的借鉴,改变了计划经济体制下简单粗糙的管理方式,把人视为经济发展中的第一要素,形成了“人力资源是工业园区最重要资源”、“人力资源环境是工业园区最重要的投资环境”的理念。园区把以人为本的理念融入到人力资源市场化配置管理中,其基本特点体现为:寓简明于透明之中,寓灵活于规范之中,寓亲商于服务之中,寓动态于有序之中。这一管理方法在建立精干高质量的公务员队伍和复合型经营管理技术队伍的引进等方面效果显著,适应了园区开发建设、管理服务的需求,并使园区人力资源市场化配置从被动服务向主动服务转变;从分散型服务向一条龙服务转变;从低层次服务向高层次服务转变。 二、体制创新是理论创新转化为实践的中介 政府体制改革动力来源于两个方面,一是全球化的外力要求,一是由内向外地表现为政府发展区域经济的动机。政府体制创新亦是一个过程,表现为:由改革之初的供给主导型制度变迁方式逐渐向中间扩散型制度变迁方式转变,最终过渡到与市场经济内在要求相一致的需求诱致型制度变迁方式,从而奠定企业在市场经济中的微观主体地位。 体制创新是理论创新转化实践的中介,园区借鉴新加坡经验进行体制创新主要体现为两个方面;政府经济管理体制的创新和政府社会管理体制的创新。 1.政府经济管理体制的创新 1997年世界发展报告《变革世界中的政府》指出,“有效的政府——而不是小政府——是经济和社会发展的关键,这已越来越成为人们的共识,政府的作用是补充市场,而不是替代市场”。加人世贸组织必将加快我国政企分开的步伐,使企业逐渐脱离政府的行政控制,保证国有企业、民营企业与外资企业在同一竞争平台上,并建立起适应市场经济要求的、产权清晰、权责分明、政企分开、管理科学的现代企业制度。同时,随着我国加入MO,政府经济职能又被赋予了新的内蕴,这体现为:引导,政府应研究和分析世界经济发展的趋势,寻找发展经济的最佳路径。调控,政府应通过宏观经济政策的调整以维持经济的稳定和增长。扶持,在WTO制度规范的框架下积极寻求发展本国工业的途径,在全球化浪潮维护 国家的经济主权。 园区政府经济管理体制的借鉴和创新优化了园区投资环境,吸引大批跨国企业落户园区,三资企业规模迅速扩大,已形成了适合国际经济发展战略的投资产业结构。 2.政府社会管理体制的创新 政府转变职能应以社会本位为导向,应以社会利益和社会要求作为自身价值的参照体系,不断依据社会变量决定自身的结构、权限及其运行方式的转变,把政府全方位控制社会的冲动减小到最低限度。政府主要是社会的服务者、协调者和一定范围的干预者,社会才是主导者,因而评判政府职能的标准将不完全依仗效益和效率,而主要取决于服务对象的满意程度。全球化背景下的地方政府管理逐渐趋向政府公共政策化、公共管理社会化从而形成小政府大社会的格局。“通过参与式民主给公民授权。”在这样的政府中,公共管理的职能部分地甚至完全地转移给非政府公共管理组织。政府从公共管理的具体事务中解脱出来,不仅自身可以达到消肿减肥的目标,而且可以以旁观者的身份审视公共管理的质量和效果。 更小的政府——更好的服务是园区管委会政府社会管理体制创新的中轴。首先,更小的政府。园区管委会根据“精简、统一、效能”和“小政府,大社会”的原则,切实转变政府职能,强化服务意识,仅设立七套常设机构共12个局和1个非常设机构,定编120人,却承担了相当于市一级党政机构和近百个部门和职能,实现了对外(新加坡20多个政府机构)接轨,对内(苏州市及省,国家)接 口的要求。同时,园区借鉴新加坡经验建立了高效的公务员管理体制,既有利于提高政府效能,又有利于实现公共管理的法治化、公开化、民主化。其次,更好的社会服务。园区管委会的社会职能就在于维护社会秩序,提供医疗保险和社会保障,营造有利于工商业发展的良好的园区生活环境。 三、公共管理体制创新与经济发展的巨动 现代公共管理以社会需求为起点,以成本——效益分析工具,通过体制创新以满足社会福利需求,推动区域经济发展,最终形成公共管理体制创新与经济发展形成互动关系。它表现为:经济发展要求公共管理体制创新;公共管理体制创新促进经济发展;同时,随着经济的发展、市场体制日益成熟,这又为公共管理在更高层次上的体制创新提供更佳的经济制度环境。 1.经济发展呼唤公共管理体制创新 全球化背景下,跨国公司用脚投票选择投资领域。在全球化环境下,跨国公司根据区域投资环境可以随时将生产转移到法律透明度高、劳工法律松、市场机制完善的区域或国家。跨国公司这种用脚投票方式的微妙方式不仅仅要求而且迫使政府进行公共管理体制创新,改善投资环境,树立亲商理念、法治理念、从刚性行政转向柔性行政。 园区学习和借鉴新加坡公共管理经验和经济管理经验,正是希望通过对其借鉴、消化和吸收,在园区尽快形成一种全新的管理体制和运行机制,以制度创新来构造新的招商优势,并为经济的持续稳定的增长构造新的增长点。此外,园区经济发展的战略目标的实现也必须依靠体制创新为先导。园区要实现其战略目标,即成为国际最具竞争力的开发区之-,以及成为我国建立社会主义市场经济新体制的超前试验区,以“管理示范”和“产业辐射”有效带动长江三角洲经济发展,就必须“敢于试验,大胆地试,大胆地闯”,以体制改革为先导,探索出一条以注重功能效益的体制供给来取代单纯的优惠政策,进而形成新一轮经济成长驱动机制的新路。 2.公共管理体制创新促进经济发展 公共体制创新的目标是完善政府过程功能,从而使政府输出功能符合社会生态环境并满足经济发展的需求。体制创新赋予了政府理念、体制、行为新的内涵。 首先,高瞻远瞩的区域经济发展战略规划。园区依据产业发展战略、人才资源战略和区域协调战略的研究,提出园区产业结构发展的原则是“先二后三到二三并重”,重点发展高新技术产业和适当发展高效益产业、高就业产业;提出园区区域协调发展战略是立足苏州,依托浦东,带动长江三角洲和长江流域的开放开发。 其次,亲商思维下更快捷的服务。园区建立上海——苏州工业园区的海关绿色通道。在上海海关和园区海关之间建立电脑联网,使园区的进出口实现直通与口岸式管理,从而极大提高通关速度,方便了客商;园区建立起由网络化职业介绍系统、社会化的社会保障系统、市场化的劳动力价格系统、法制化的管理系统等等。 3.经济发展为更高层次上的体制创新提供更佳的制度环境 随着经济的发展,市场体制日益成熟,这又为公共管理在更高层次上体制创新提供更佳的经济制度环境,从而形成体制创新——经济发展——更高层次上的体制创新的良性循环。园区在借鉴新加坡经济研究取得阶段性成果,目前,一个规划科学、布局合理、管理严格,借鉴新加坡裕廊镇规划模式建设的国际化、现代化的新城区已在金鸡湖畔初现。 园区对新加坡经验的大软件和小软件借鉴已基本完成,园区已经成为国内最具竞争力的园区之一。在此基础上,园区又树立了新的战略目标;通过体制创新继续努力把园区建设为与世界经济接轨、符合国际惯例的最具国际竞争力的一流园区。而这一战略目标的实现又要求通过更高层次上的体制借鉴和体制创新,从而形成制度供给以满足生产力发展的需要,这样就形成了体制创新与经济发展之间否定之否定的良性循环。 四、园区借鉴新加坡经验对外辐射的制约因素 园区八年来的实践证明,有选择地借鉴新加坡经验,以制度的创新营造一流的投资环境,从而为经济社会持续稳定发展建立新的增长点,具有十分重要的现实意义。全国开发区协会、山东省开发区协会、江苏省对外经贸厅先后在苏州举办了“苏州工业园区借鉴新加坡经验研讨班”,对园区借鉴新加坡经验的对外辐射产生了一定的影响。但应该看到,这种辐射的力度是有限的。园区经验的对外推广有待于进一步探索。 当前,我国的改革开放正由经济领域逐步向政治领域扩展,政府管理体制的改革更是方兴未艾,加入WTO则构成加速这一改革进程的外部动因。在这种有利的宏观条件之下,园区借鉴新加坡经验的对外辐射作为一种制度创新的要求仍要受到种种现实情境的制约: 第一,从体制创新的内在动力来看,园区经验的对外推广存在着一个“路径依赖”问题。体制创新是对现实社会关系的变革,而现实的社会关系恰恰就凝结在现行的体制框架当中,实际地调控着社会经济生活的运行。它们曾经有过存在的充分理由,并以其巨大的历史惯性作用于当下人们的活动。因此,地方政府及其官员自身对于体制转变的紧迫性的认识,对于改革将要带来的利益关系调整的心理承受能力,以及更深层次的一定区域社会生产方式内部的矛盾运动状况和该地区的社会历史条件,成为制约体制创新的决定性因素。我国各地区之间政治、经济、文化发展的不平衡性将影响到园区经验对外辐射的接受程度,同时意味着学习园区经验同样有一个如何从本地实际出发。因地制宜并有所创新的问题。 第二,从体制创新的外部条件来看,园区借鉴新加坡经验的实践探索是在一种特定的环境下进行的,能否争取到有利的外部条件支撑构成园区经验对外推广的第二重制约因素。园区作为中外政府间的合作项目,一开始就获得了强有力的组织支撑。从中新两国领导人的高度重视到双边三级联合协调体系的建立以及被赋予的一系列“不特有特”、“特中有特”的功能性优惠政策,为园区的运作营造了优越的外部环境。园区作为一个新建的城市实体,是按照一种全新的模式来设计和运作的,它的资金的投入巨大而先天的负担很小,使其得以高起点发展,高效能运转:园区以150人的机构编制规模创造了130多亿元的GDP。园区的实践告诉我们,政府机构和管理体制的改革任重道远。 第三,从体制创新的外部空间来看,我国目前中央政府与地方政府之间的职权划分方式影响着地方政府对于体制创新的能动作用及其形式空间。园区的成功探索为发展中外经济技术互利合作积累了新的经验,即这种互利合作也可以在两国政府之间展开,通过共组的国家财团进行运作,从而拓展了国际经济技术的形式空间。这不能不说是一种新的思想解放和更深层次的对外开放。由此推而广之,对我国的对内开放和地区之间的互利合作也不无启示。问题在于,由于我国实行的是单一制——集权型的政府管理体制,中央政府与地方政府之间缺乏明确的职权划分①,中央政府对地方政府实行双重的垂直领导,这势必制约地方政府对于体制创新的能动性和这种创新的形式空间。园区经验的对外辐射推广有赖于地方政府积极发挥自身能动作用和中央政府的适当授权。 工业创新论文:创新发展模式 注重项目实效 大力发展乡镇工业集中区 大力发展乡镇工业集中区,是推进社会主义新农村建设的重要抓手,是深化项目带动战略的重要平台,是实现闽西新一轮大发展的重要举措。要创新发展模式,注重项目实效,提高服务水平,确保乡镇工业集中区成为新的增长点,成为新的经济板块。 一、创新发展模式,吸引多元投入 乡镇工业集中区的建设应充分遵循市场经济规律,主要以市场机制集聚生产要素。政府主要通过规划、协调、服务、政策等宏观手段予以正确引导。为此,要重点抓好三个创新: 一是创新管理模式。工业集中区可在经济上与政府分离,独立承担经营责任和收益风险。按照“标准化建设、公司化管理、市场化运作、社会化服务”的模式,加强对工业集中区建设的引导,使集中区管委会逐步由履行行政职能过渡到社会化运作、规范化服务。 二是创新投资主体。按照市场化运作的要求,吸引多元投入,解决集中区建设资金问题。在集中区建立具有独立法人资格的投资公司,主持和经营管理工业开发园区和集中区的建设。投资公司实行多元化的资本结构,按照自主经营、滚动发展、自我壮大的要求,进行独立运作、自负盈亏式的运营。坚持“谁投资、谁所有、谁受益”的原则,多渠道筹措集中区建设资金。鼓励和吸纳各类企业和投资主体参与工业集中区的投资建设,鼓励农村集体经济组织出资在集中区内建造多层标准厂房。 三是创新发展空间。完善并落实“飞地工业”政策,对一些不具备工业发展条件的山区乡镇,可从整合土地资源入手,鼓励其引资在异地举办工业,借助相邻乡镇的工业集中区寻求新的发展空间。 二、注重项目实效,优化入区项目 项目是衡量一个乡镇工业集中区生命力之所在,能否引进批好项目落地生成,是检验工业集中区办得成功与否的试金石。因此,必须把发展乡镇工业集中区的着眼点、着力点放在项目优化、项目引进上来。 一是选准好项目。按照项目工作原则,理性把握工业投资引导,力求各类集中区建设项目适应我市经济发展的需要,适应业已形成的资源优势、比较优势和竞争优势的需要,使储备、落地、生成项目更具前瞻性、有效性。 二是拓宽项目生成渠道。通过积极向上争取、利用外资和区域协作、激活民资和现有企业延伸做大等途径,促进项目在集中区落地生成,特别要重视引进一批本市现有产业及企业配套加工等拓展性项目在集中区发展。加强与市外大企业、大集团的合作,有条件的乡镇工业集中区还要千方百计引进一批加工项目、高新技术项目、出口创汇项目、劳动密集型项目,全方位提高集中区的项目质量和引资水平。 三是集约土地利用。新增乡镇工业企业应当全部进入集中区生产,集中区之外符合规划要求的现有乡镇工业企业,要充分利用集中区的扶持政策,通过腾地拆迁等方式,逐步集中到工业集中区里的标准厂房内,促其在集中区内发展壮大。要通过调整工业布局,集聚优势资源,建好、用好集中区标准厂房,提高集中区单位土地面积投资额,节约土地资源,增强集中区吸引力、影响力和综合竞争力。 三、提高服务水平,改善投资环境 投资环境是吸引招商引资的关键性因素。要采取各项措施,改善乡镇工业集中区投资、经营、生产环境,重点要在优化三大环境上下功夫。 一是优化政策环境。广泛宣传《龙岩市促进投资与企业发展的有关规定》等政策措施,进一步扩大政策措施的影响力。对市里出台的有关政策及配套文件执行情况要作专项督查,切实解决政策落实过程中出现的中梗阻问题,促其得到不折不扣的落实。在认真调查研究的基础上,针对发展乡镇集中区的瓶颈制约,出台一些新的政策,特别要发挥财政对发展乡镇工业集中区的积极导向作用,对重点工业集中区和进区发展的企业应给予激励政策,在融资、税收、贷款贴息、搬迁补偿等方面加大扶持力度。对乡镇集中区建设实施经济目标和工作目标双考核制,真正做到强激励、硬约束,切实增强各级领导发展乡镇工业集中区的责任意识。 二是优化服务环境。改变过去那种重项目引进服务轻项目生产经营服务的倾向,努力使投产的项目有钱赚、赚大钱,使项目业主有追加投资的内在驱动力。加快技术创新、融资担保、人才培训、管理咨询等中小企业社会化服务体系建设步伐,不断提高集中区内企业自主创新能力,为集中区内中小企业和民营企业提供贷款担保等方面的优质服务。推行领导挂钩乡镇集中区挂钩制度。进一步规范办事程序,提高机关效能和服务水平。 三是优化舆论环境。充分利用各种新闻媒体,引导全社会充分认识乡镇工业集中区建设的必要性和紧迫性。对发展乡镇工业集中区卓有成效的单位和个人,加大宣传力度,大力表彰;对发展乡镇工业集中区的成功经验和先进典型,要及时总结、积极推广;对阻碍乡镇集中区建设的不良现象,要加以曝光,坚决纠正。 工业创新论文:连续浸没式微滤技术(CMF—S)在工业废水处理中的创新与应用 【摘 要】 以冶金工业废水作为水源,采用连续浸没式微滤(cmf-s)的工艺技术,运行跨膜压差小,能耗低,膜元件使用运行寿命长。“多介质过滤器+微滤(cmf-s)”的工艺技术组合作为反渗透的预处理系统,模块化设置,占地小,节省空间。而且微滤为多孔膜,且膜孔径为0.1μm,相比超滤技术不易堵塞,反洗时效果好,运行周期长。 【关键词】 连续浸没式微滤 反渗透 超滤 1 引言 随着世界工业经济的高速发展,环境污染问题越来越受到全世界的关注。淡水资源的紧缺及水资源的污染问题日益成为人们关注的重要问题。中国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,居世界第四位,但人均只有2200立方米,仅为世界平均水平的1/4,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。而与之相反的则是我国工业经济的快速发展带来的环境污染及水资源的大量消耗,多数工业行业企业普遍存在废水排放量大,水资源的循环利用率低及污水资源化程度低等现象,为中国可持续发展战略带来了严重影响。 邯钢充分意识到了污水资源再利用,资源化的重要性,在2004年就成功引进了“负压浸没式超滤 +反渗透”的水处理技术,利用冶金废水再利用的中水制取生产所需的软水及精脱水。该技术由于工艺需求,需鼓风曝气、抽真空动能消耗高;且负压式超滤的膜通量低,占地大,存在设备的一次性投资高等缺点。而管束式超滤由于膜材质限制,膜丝脆,不如浸没式超滤膜丝韧性强,使用寿命长。 为了解决这些问题,我们通过对反渗透预处理工艺的研究和探讨,在二软水的建设中,选用了由西门子的cmf-s连续浸没式微滤替代超滤的方案。根据多年的运行管理经验,供水车间通过方案优化最后确定采用“多介质过滤器+cmf-s连续浸没式微滤+反渗透”的组合工艺,来水水源为以冶金工业废水回用处理后的中水进行深度处理再利用,生产出满足生产需要的软水、脱盐水。 2 原有工艺技术组合 2.1 “负压浸没式超滤+反渗透”的水处理工艺技术 2.1.1 工艺流程 以冶金工业废水为水源,在邯钢第六、第七软水站采用负压浸没式超滤+反渗透的水处理工艺技术,工艺流程如图1所示。 2.1.2 该系统的不足之处 (1)该工艺预处理系统采用负压浸没式超滤的膜通量较小,工艺设计要求膜使用量大,占地大,工艺设备的一次性投资较高。(2)负压浸没式超滤,由于工艺的需要,需对该超滤系统的膜丝进行不间断的鼓风曝气和抽真空,造成系统运行过程中能耗较高。(3)超滤系统反洗过程的鼓风曝气为膜丝外曝气,膜面污染物去除率低。(4)负压式超滤采用的是膜箱组合,膜丝直接与进水接触,容易断裂,且断丝测试必须请专业人士。(5)膜元件损坏时,无法确认破损膜束及无法进行完整性测试。 2.2 “管束式超滤+反渗透”的水处理工艺技术 2.2.1 工艺流程 以冶金工业废水为水源,在邯钢第三软水站,采用管束式超滤+反渗透的水处理工艺技术,工艺流程如图2所示。 2.2.2 该系统的不足之处 (1)该工艺预处理系统采用的加压管束式超滤,工艺要求的跨膜压差高,能耗高,同时膜的使用寿命短。(2)加压管束式超滤,膜元件材质为pes聚醚砜材质,膜丝脆,韧性不强。(3)加压管束式超滤,其膜孔小,易堵塞膜孔,运行周期短。(4)膜元件损坏时,无法进行完整性测试及单支膜束的确认。(5)超滤进水采用“澄清池+无阀滤池+多介质过滤器”的组合占地大。 3 改进后的工艺技术 3.1 工艺技术流程 以冶金工业废水回用水的中水做水源,在邯钢第二软水站采用“连续浸没式微滤(cmf-s)+反渗透”的水处理工艺技术,减小占地,延长运行周期及膜使用寿命。工艺流程如图3所示。 3.2 工艺特点 由于该系统的水源为冶金工业废水经过初步处理后的产品水中水。冶金工业废水经过初步处理后的产品水中水,其悬浮物、硬度、大分子颗粒及有机物经过一定的去除。但是,由于冶金工业废水的特点,水质变化大,细菌、有机物含量高,cod含量及氯离子含量高,源水水质对设备的抗污染性要求高。管束式超滤存在膜元件韧性差、抗污染性差,同时由于运行压力高,膜元件的使用寿命相对时间短等缺点,而负压浸没式超滤存在产水通量低、一次性投资高、能耗高、清洗污染物去除率低等缺点。我们通过方案优化,决定采用“连续浸没式微滤(cmf-s)+反渗透”的工艺组合。 根据中水水质的特性,总结多年我们对双膜法运行积累的工作经验,对反渗透系统的预处理系统进行了多次改进。经过反复论证,方案优化,最终结合目前三、六、七软水站的工艺技术,确定了最终方案。将在三软水设计中的絮凝剂、石灰乳、粉末活性炭的投加方式取消,并在七软水的浸没式超滤设计上增加了多介质过滤器,去除细小颗粒、胶体等杂质,避免堵塞微滤膜。 由于邯钢第二污水处理厂设计中工艺已设计了絮凝、沉淀、过滤的工序,并投加了相关的药剂,因此,二软水在设计中去除了相关的设计,减少投资费用。而为了起到对微滤膜元件的保护,避免生产水中偶尔出现的大分子颗粒及杂质对膜丝堵塞及损坏,在微滤进水前设计了多介质过滤系统。 连续浸没式微滤(cmf-s)由于采用的是微滤,因此运行跨膜压差小,能耗低,同时由于膜元件在低压状态下运行,运行寿命长,一般cmf-s的膜元件使用寿命为7~10年。连续浸没式微滤(cmf-s)的高密度填充,使之占地小,节省空间。由于采用的是微滤,为多孔膜,且膜孔径为0.1μm(超滤为非对称膜,膜孔径小于微滤膜),因此在运行中,微滤相比超滤不易堵塞,反洗时效果好,运行周期长。 4 使用效果 通过在2010年,在邯钢二软水站采用西门子的连续浸没式微滤(cmf-s)作为反渗透系统的预处理工艺技术,目前岗位已运行将近4年,从运行数据分析,微滤安全经济运行,设备运行平稳。微滤技术可去除颗粒大于0.1μm的固体颗粒,去除水中的胶体、细菌,满足反渗透进水水质,进水sdi≤3,浊度小于0.2ntu。反渗透系统运行周期平稳,段间压差增长速度曲线平稳,污堵情况同其他软水站情况相同。 5 结语 邯钢引进西门子的连续浸没式微滤(cmf-s),由于此工艺技术占地小,高密度填充,适合应用于大型水处理水站,这为邯钢今后建设提供了管理的经验及技术支持。二软水是邯钢东区初次使用微滤技术作为反渗透的预处理系统,为双膜法岗位的工艺技术优化与改进提供了方向及借鉴。 工业创新论文:浅谈旧工业建筑的改造与创新设计 摘要:当今社会正高速推进产业结构调整转型进程,旧工业建筑的改造与创新设计对此将大有裨益,其实际意义不仅将现有资源高效利用,实现可持续发展,对于建筑本身更是一种保护与传承,赋予其新的生命,注入新的活力。本文将从旧工业建筑的价值、开发模式、创新思考等多方面入手,对改造与创新设计提出建议与方案,为旧工业建筑的“新生”出谋划策,使其独特的精神特质与背景文化得以传承与延续。 关键词:旧工业建筑 改造 创新设计 近几年,中国出现了一种新现象,从北京“798”到上海8号桥见证了这一场旧工业建筑改造的风暴。这些旧建筑在改造后散发出了崭新的活力,逐渐从落寞又回到了大众的视野中,闪耀出新的光芒。旧工业建筑作为历史、文化、社会缩影的载体,依旧难以抵挡时光流逝所造成的“被遗忘”,而改造与创新设计正是使它们经历着一轮新陈代谢,从外观、功能、格局、体量等多方面满足现代社会的需求与审美观,却不失其本身所独有的文化传承及历史意义,这对于一座城市乃至一个国家的人文价值是一种延续,如何将旧工业建筑重新发挥光和热,在保护与传承的同时,成为促进周边区域的经济发展与城市文化发展积极因素。 一、旧工业建筑的现有价值 1.1历史文化价值 旧工业建筑是历史、文化、社会缩影的载体,其在历史的长河上曾扮演者重要的角色,见证着一段历史的变迁和城市的崛起与发展,能够激起人们的回忆与憧憬,对旧工业建筑的改造与创新设计能够重新激发人们对于旧工业建筑乃至一座城市的认同感和归属感。 1.2经济价值 旧工业建筑空间结构大都为钢筋混凝土框架或排架结构,如若拆除必定会产生大量的建筑垃圾,破坏生态环境,这不仅是建材的损失,在后期环境整治方面更是一笔不晓得开销。当下,旧工业建筑中大部分是功能上无法达成需求,而并非建筑寿命到期或是结构损坏。因此,只要合理利用旧工业建筑宽敞高大的空间进行功能置换,就可以重新创造出可观的经济价值。 二、旧工业建筑的改造方式 2.1置换功能 旧工业建筑通常是已经丧失了原本的使用功能,而功能置换是旧工业建筑改造与创新设计的首选。改造前后的功能之间可以有一定的交叉和融合,但也允许毫无关联,最重要的在于新功能与旧工业建筑的空间特点互相匹配。改造是可以将旧工业建筑的整体空间大幅度的改造为现代化生活用途的建筑设施,如大型卖场、奥特莱斯等,而成社区式的或成片的旧工业建筑群,则可以将功能置换为产业园区、博物馆、会展场所、集散中心等。 改造过程首先需对建筑结构进行加固和修缮,而外观设计本是旧工业建筑的特色,是一种独特的风情,而内饰可针对其置换后功能进行改变。 1980~1990年代,北京“798”工厂(原北京第三无线电器材厂)逐渐走向没落,自2002年开始,由于低廉的租金以及其本身大体为东德的包豪斯建筑风格,吸引了大批来自北京周边和北京以外的艺术家,逐渐形成了一个艺术群落。在“798”工厂,空置的厂房被各个艺术家进行充分的改造,保留了裸露着的蒸汽管道、通风管道,而对残破的外墙面则进行重新设计。时代与历史、活泼与宁静,都在建筑空间里穿插与交融。 2.2重组空间 夹层是最为常用的空间重组的手法,一般是在原有空间中添加横板或竖板对空间重新分割,使原先单调的、分割不合理的空间改造为层次丰富、利用率大的新空间。旧工业建筑由于其原先生产性质的特性,而往往具有非常大的跨度和进深,建筑中心部分的采光问题是此类旧工业建筑的通病。而造成这种现象的原因是因为其原本的空间形态,因此加入中庭可以更为灵活的使用空间,既可以整合周边不同的功能空间,还可以改善采光条件,又同时满足交通组织和景观方面的要求。 空间扩充也是空间利用的手法之一,一般是针对新功能所需在原建筑内部或外部进行空间增设的方法,包括垂直加层、水平扩建和发展地下空间等。 2.3艺术设计 1)整旧如旧,对旧建筑墙面进行还原,修整后的新墙面可以采用新型材料的仿真技术进行高度模仿。整旧如旧同时也是保留建筑原貌的方式之一,部分建筑的外貌便是其建筑本身历史文化的体现,具有一定的原真性和可读性。无论是对建筑结构进行扩充和还是重新规划格局,都需将风格与原先保持一致,形成统一,感觉不出其有新建的痕迹 2)新旧对比。新旧对比是运用当代的新型材料、审美观、结构布局对旧建筑进行全面改造,与原先风格形成强烈的对比反差,这样能使结构更好的适用于当代的功能需求,具有修整工期短、工艺简单成熟的特点。 3)新旧交织。新旧交织一般是指在旧建筑原先风格上增加一些当代元素,两种风格各占一定的比例,这需要在设计时进行合理的调配与把握。例如可以保留工厂的内饰,保留通风管道、水泥墙面的简约、粗狂风格,而在功能布局上增加典雅风,例如开设咖啡馆、主题餐厅等。将两种风格融汇在一起,形成独特的视觉创新。 三、旧工业建筑的创新思考 3.1旧工业建筑与周边环境融合 以旧建筑选址固定的角度考虑,如何将旧工业建筑更好的融入周边环境,是一项难点。与周边环境融合更容易形成产业园区、办公中心等社区式的建筑群,旧工业建筑在其中所扮演的角色取决于其本身的外观风格以及内部功能,所以在改造与创新设计时,需要更多的考虑周边环境以及周边产业链。 3.2旧工业建筑外部造型改造 新老建筑元素的碰撞,能够造成强烈的视觉冲击,巨大反差体现出了历史到现代的变迁。而新老建筑元素的如何交融又是一门学问,是整旧如旧还是新旧对比抑或是新旧交融,这需要设计者在设计时花更多的时间进行调研。新旧风格的碰撞,使建筑产生跨时空的美感。 3.3旧工业建筑节能改造 旧工业建筑的功能置换一般是向民用建筑的功能进行改造,因而在改造的过程中需要考虑节能这一需求。设计时可以考虑对建筑结构进行改造,同时运用新型的保温材料等。 四、结语 建筑可以说是一座城市的活史书,它见证了一座城市的历史变迁,记载了城市的文化和历史,承载了人们对过去的追忆。而旧工业建筑则更多的记载了工业文明发展的历程,是许多工人阶级所无法忘却的记忆。所以,当今社会对于旧工业建筑的改造与创新设计投入了大量的人力与资源,力争建筑所蕴含文化的留存。所以设计者在考虑旧工业建筑的新规划时,需要顾虑的有很多,而政府在其中如何促进与激励,则是广大设计者的共同期盼,是否可以共同开发或者放款规划以及土地管理政策,一切为了旧工业建筑的新发展而努力。 工业创新论文:工业企业管理创新研究 一、工业企业管理创新障碍因素分析 1.文化因素。企业管理者及员工在特定的文化氛围中成长,既从这种文化中吸取养分,又受到这种文化的制约和束缚,其主导意识、价值观、行为模式,无不透出这种特定文化的底蕴,其创新目标、创新行为也必然受到这种特定文化的影响,最终导致创新成果也受其约束。中国传统文化中有抑制现代创新意识的理念。 2.企业的基础管理工作。企业有比较规范健全的基础管理是管理创新能够顺利进行的重要保证。目前,国内企业要么规模太小,老板包揽一切;或者是民营企业,管理比较灵活,但家族制特征明显;要么是大中型企业、尤其是国有大中型企业,从总公司到子公司、生产厂、车间、班组,从总经理到部门经理、科室主任、科员,至少都有四五层组织机构,其严重的官僚化倾向,不仅迟滞了企业内部信息流的速度,而且容易造成信论文联盟//息流动过程中的严重流失与失真,给企业决策与管理带来严重的隐患。 3.员工的阻力。由于创新涉及利益的重新调整和分配,因而也会受到来自企业内部员工的阻力。因为他们担心失去现有的地位、收入、权势、个人便利或其他看重的福利。 4.企业外部因素。管理创新既促进社会生产力的发展,同时又受制于社会生产力的发展水平。首先,什么样的社会生产力产生什么样的管理需要,然后才谈得上管理创新。其次,生产力水平状况对企业创新主体的创新素质、能力的发挥也有约束作用,这是因为生产力水平约束着创新条件的具备程度。 二、工业企业管理创新的主要对策 1.建立优秀的工业企业文化。秉承中国传统文化精华,融入现代经营管理理念。结合中国社会经济环境及企业的具体情况,有选择性地学习、借鉴、消化和吸收国外先进企业文化成果,进行管理创新,构建适合企业自身发展需要的企业文化新模式。培育具有鲜明特色的企业精神和积极向上、开拓创新的企业文化,提高企业经营管理的文化含量和职工的整体素质。 2.强化基础管理。企业管理创新是对现有管理基础的继承和发展。要把握企业明天发展的主动权,首先要抓住今天。事实上,建立和完善以前应该完善而没有完善的基础管理,如管理规章制度的制定与完善,对企业本身来说,也是管理创新。 3.建设学习型组织。知识经济时代,知识爆炸时代,市场信息瞬息万变,客观要求企业和个人持续不断地及时更新知识。真正出色的企业,都是把企业建成一个真正的学习型组织。未来理想的企业组织形式是学习型组织。学习型组织的出现,是企业制度的一次创新。 4.促进创新的激励机制。企业管理创新需要有一个宽松和谐的内外部环境,这种环境不但要营造出一种适合创新的氛围,激活企业上下的创新意识,而且要建立一种合理的激励机制。 三、结束语 随着经济的飞速发展,对企业的产品、技术、经济领域的创新有了更高的要求,这是企业自身发展的需要,这就要求企业管理进行创新。企业管理的创新蕴含于整个管理过程中,企业综合自己的内外部环境,完善企业的管理制度,建立起属于企业自身的网络平台,力求管理更合理、更科学,走出一条独特的企业管理创新之路。 工业创新论文:寻求公共管理创新与经济发展的良性互动——中新苏州工业园区的成功探索及启示 [摘要]苏州工业园区的成功很大程度上得益于园区积极借鉴新加坡公共管理的经验,形成了一系列富有特色的先进的公共管理意识、体制和模式。本文分析了园区政府理念创新的三个纬度,论证了体制创新是理论创新转化为实践的中介,以及园区公共管理体制创新与经济发展的互动,并在提出借鉴国外先进经验与立足本国国情相结合原则的基础上,深入探讨了园区借鉴新加坡经验对外辐射的制约因素。 在二十世纪九十年代兴起的新一轮改革大潮中,以总设计师邓小平同志的特区开发思想为指引,一大批各级各类的开发区在我国如雨后春笋般涌现出来,成为经济增长的“领头羊”和动力源。中新苏州工业园区(以下简称园区)就是其中一个光彩夺目的亮点。由邓小平同志首倡,1994年2月26日,中国政府和新加坡政府在北京签署《中新两国政府合作开发建设苏州工业园区的协议》,创造了两国政府之间合作进行土地成片开发的案例,并由于协议中对借鉴新加坡公共管理经验的规定而使这次合作具有了非同寻常的重大意义。如今,八年过去了,园区不仅按照预定的设想运转正常,经济社会发展取得辉煌成就,而且由于其在寻求公共管理创新与经济发展良性互动方面所积累的实践经验及其理论价值而受到政府、经济界和社科界的广泛关注。我们认为,园区建设成功的不可或缺的一环是在借鉴新加坡公共管理经验基础上的创新。这种创新从内到外表现为三个层次,即理念创新——体制创新——行为创新——经济发展。 一、 政府理念创新的三个纬度 理念创新是公共管理体制创新的内在动因,园区借鉴新加坡经验首先体现为政府公共管理理念上的创新。它包括以下三个层面。 1.从管制思维到亲商思维(服务思维) 在全球化趋势日愈凸显的大背景下,政府应转变传统管制思维,树立权利本位、亲商思维、服务理念。在亲商思维的指引下,政府行为由服务型方式取代命令型方式。所谓亲商思维是指园区行政部门以为客商服务为最高宗旨,把亲商思维消化在招商引资、日常管理服务的态度和价值观中,帮助客商获得满意回报率,同时使园区获得相应收益从而形成双赢格局。亲商思维是新加坡公共管理经验的核心,它认为政府并非真正的财富创造者;只有当政府成功地提供了一个适于工商业发展的环境,并使这些企业取得比在其他国家和地区更高的投资回报率,才能吸引更多的优质投资,国家经济才能得到快速提高。亲商思维把政府——工商业——人民利益三者统一于工商业的发展,通过发展工商业以提高人民的生活水平,提高国家竞争能力,促进国家经济的持续快速的发展。 园区管委会将亲商思维溶入到公共管理实践中,具体体现为亲商观念的培育,园区各部门依靠高效的招商网络,建立了无微不至的客户服务体系,充分尊重客户的意愿,为客商提供快捷、简便的一站式服务体系。同时采用敲门法的“国际招商网络”,即有的放矢地主动招取优质投资项目;建立综合性的竞争优势,即园区管委会给予客商确定、清楚、快速的答复,一旦承诺,务必兑现;提供有吸引力的特殊政策;确立为我而用的招商标准。园区依靠新加坡经发局的国际招商网络,以高新技术产业为主体,由浅入深地逐步形成点一线一面一化的园区发展高新技术的招商策略。亲商思维改善了园区政府形象,提升了政府信誉,促进了园区经济发展,吸引了一批又一批世界产业巨头落户园区,从而形成了高科技。高税收、高就业的园区发展格局。 2.从人治思维到法治思维 国际贸易中的公正观念。互惠观念、谈判协商观念本质上都与规则观念紧密联系。全球化时代下的公共管理就是要按规则办事,公正、公平、互利。通过协商谈判的途径解决纠纷和难题。政府应制定与世贸组织的原则相一致的游戏规则,完善市场经济体系,逐步地把政府行为纳入法治化的轨道,使政府管理模式从个人权威转向规则权威,使政府理念由从人治思维到法治思维。新加坡是一个法治国,它强调:法律面前人人平等,法律之内人人自由,法律之外没有民主,法律之上没有权威。坚持依法治理。严格执法是新加坡经济发展的重要经验。 园区通过对新加坡法治经验的引进一一借鉴——运用,以法治思维探索建立了依法治园的法规体系和执法机制,形成工业园区完善的法制环境。其内涵表现为: 首先转变政府职能,建立专家治园的规划管理体制。园区的规划管理体制推行专家治园,公开公布政府的园区规划,然后授权规划师分级管理,行政首长只处理违规申请和上诉案例。同时实行一套严格的监督机制以杜绝腐败。 其次,完善和明晰园区法规。结合中国国情和园区实际需要,园区管委会共编制了18项管理办法,如城市规划建设管理办法、建设项目环境保护管理办法才十商投资项目管理办法、外商投资企业行政性收费目录搏动管理办法、公积金管理办法、国家公务员实施细则、预算外资金管理办法等等,将园区公共管理纳入法治化。公开化、透明化的轨道。 最后,执法透明化。园区制定的《苏州工业园区规划管理办法》明确规划管理的内容。程序和工作时限,执法人员严格依法办事,一视同仁,努力营造公平、公正、公开的园区投资环境,使客商清楚地了解园区管理依据、程序和方法,从而使执法主体与外商企业之间形成信息对称。管委会依法治园的精简、高效、廉洁的政府形象受到了普遍好评,增强了园区的综合竞争力。 3.从以物为本到以人为本的思维 “人的现代化是国家现代化必不可少的因素,它并不是现代化过程结束后的副产品,而是现代化制度与经济赖以长期发展取得成功的先决条件”。公共管理既是对人的管理,也是为人的管理。公共管理的目标木单纯是公共物品的生产,而且也包括如何促进人的发展。尊重人、依靠人、发展人、为了人是园区人力资源管理的关键内容。“人力资源是新加坡唯一的资源”是新加坡人在经济发展中形成的共识。它将人的智慧和能力作为一种巨大的社会资源来开掘和利用,其内涵体现为:充分有效地发现城市内外、国内外人力,做到人尽其才;提供创造精神和物质财富的条件,知识更新和再培训的条件;发展教育和智力投资。 园区通过对新加坡以人为本的人力资源管理体制的借鉴,改变了计划经济体制下简单粗糙的管理方式,把人视为经济发展中的第一要素,形成了“人力资源是工业园区最重要资源”、“人力资源环境是工业园区最重要的投资环境”的理念。园区把以人为本的理念融入到人力资源市场化配置管理中,其基本特点体现为:寓简明于透明之中,寓灵活于规范之中,寓亲商于服务之中,寓动态于有序之中。这一管理方法在建立精干高质量的公务员队伍和复合型经营管理技术队伍的引进等方面效果显著,适应了园区开发建设、管理服务的需求,并使园区人力资源市场化配置从被动服务向主动服务转变;从分散型服务向一条龙服务转变;从低层次服务向高层次服务转变。 二、体制创新是理论创新转化为实践的中介 政府体制改革动力来源于两个方面,一是全球化的外力要求,一是由内向外地表现为政府发展区域经济的动机。政府体制创新亦是一个过程,表现为:由改革之初的供给主导型制度变迁方式逐渐向中间扩散型制度变迁方式转变,最终过渡到与市场经济内在要求相一致的需求诱致型制度变迁方式,从而奠定企业在市场经济中的微观主体地位。 体制创新是理论创新转化实践的中介,园区借鉴新加坡经验进行体制创新主要体现为两个方面;政府经济管理体制的创新和政府社会管理体制的创新。 1.政府经济管理体制的创新 1997年世界发展报告《变革世界中的政府》指出,“有效的政府——而不是小政府——是经济和社会发展的关键,这已越来越成为人们的共识,政府的作用是补充市场,而不是替代市场”。加人世贸组织必将加快我国政企分开的步伐,使企业逐渐脱离政府的行政控制,保证国有企业、民营企业与外资企业在同一竞争平台上,并建立起适应市场经济要求的、产权清晰、权责分明、政企分开、管理科学的现代企业制度。同时,随着我国加入mo,政府经济职能又被赋予了新的内蕴,这体现为:引导,政府应研究和分析世界经济发展的趋势,寻找发展经济的最佳路径。调控,政府应通过宏观经济政策的调整以维持经济的稳定和增长。扶持,在wto制度规范的框架下积极寻求发展本国工业的途径,在全球化浪潮维护 国家的经济主权。 园区政府经济管理体制的借鉴和创新优化了园区投资环境,吸引大批跨国企业落户园区,三资企业规模迅速扩大,已形成了适合国际经济发展战略的投资产业结构。 2.政府社会管理体制的创新 政府转变职能应以社会本位为导向,应以社会利益和社会要求作为自身价值的参照体系,不断依据社会变量决定自身的结构、权限及其运行方式的转变,把政府全方位控制社会的冲动减小到最低限度。政府主要是社会的服务者、协调者和一定范围的干预者,社会才是主导者,因而评判政府职能的标准将不完全依仗效益和效率,而主要取决于服务对象的满意程度。全球化背景下的地方政府管理逐渐趋向政府公共政策化、公共管理社会化从而形成小政府大社会的格局。“通过参与式民主给公民授权。”在这样的政府中,公共管理的职能部分地甚至完全地转移给非政府公共管理组织。政府从公共管理的具体事务中解脱出来,不仅自身可以达到消肿减肥的目标,而且可以以旁观者的身份审视公共管理的质量和效果。 更小的政府——更好的服务是园区管委会政府社会管理体制创新的中轴。首先,更小的政府。园区管委会根据“精简、统一、效能”和“小政府,大社会”的原则,切实转变政府职能,强化服务意识,仅设立七套常设机构共12个局和1个非常设机构,定编120人,却承担了相当于市一级党政机构和近百个部门和职能,实现了对外(新加坡20多个政府机构)接轨,对内(苏州市及省,国家)接 口的要求。同时,园区借鉴新加坡经验建立了高效的公务员管理体制,既有利于提高政府效能,又有利于实现公共管理的法治化、公开化、民主化。其次,更好的社会服务。园区管委会的社会职能就在于维护社会秩序,提供医疗保险和社会保障,营造有利于工商业发展的良好的园区生活环境。 三、公共管理体制创新与经济发展的巨动 现代公共管理以社会需求为起点,以成本——效益分析工具,通过体制创新以满足社会福利需求,推动区域经济发展,最终形成公共管理体制创新与经济发展形成互动关系。它表现为:经济发展要求公共管理体制创新;公共管理体制创新促进经济发展;同时,随着经济的发展、市场体制日益成熟,这又为公共管理在更高层次上的体制创新提供更佳的经济制度环境。 1.经济发展呼唤公共管理体制创新 全球化背景下,跨国公司用脚投票选择投资领域。在全球化环境下,跨国公司根据区域投资环境可以随时将生产转移到法律透明度高、劳工法律松、市场机制完善的区域或国家。跨国公司这种用脚投票方式的微妙方式不仅仅要求而且迫使政府进行公共管理体制创新,改善投资环境,树立亲商理念、法治理念、从刚性行政转向柔性行政。 园区学习和借鉴新加坡公共管理经验和经济管理经验,正是希望通过对其借鉴、消化和吸收,在园区尽快形成一种全新的管理体制和运行机制,以制度创新来构造新的招商优势,并为经济的持续稳定的增长构造新的增长点。此外,园区经济发展的战略目标的实现也必须依靠体制创新为先导。园区要实现其战略目标,即成为国际最具竞争力的开发区之-,以及成为我国建立社会主义市场经济新体制的超前试验区,以“管理示范”和“产业辐射”有效带动长江三角洲经济发展,就必须“敢于试验,大胆地试,大胆地闯”,以体制改革为先导,探索出一条以注重功能效益的体制供给来取代单纯的优惠政策,进而形成新一轮经济成长驱动机制的新路。 2.公共管理体制创新促进经济发展 公共体制创新的目标是完善政府过程功能,从而使政府输出功能符合社会生态环境并满足经济发展的需求。体制创新赋予了政府理念、体制、行为新的内涵。 首先,高瞻远瞩的区域经济发展战略规划。园区依据产业发展战略、人才资源战略和区域协调战略的研究,提出园区产业结构发展的原则是“先二后三到二三并重”,重点发展高新技术产业和适当发展高效益产业、高就业产业;提出园区区域协调发展战略是立足苏州,依托浦东,带动长江三角洲和长江流域的开放开发。 其次,亲商思维下更快捷的服务。园区建立上海——苏州工业园区的海关绿色通道。在上海海关和园区海关之间建立电脑联网,使园区的进出口实现直通与口岸式管理,从而极大提高通关速度,方便了客商;园区建立起由网络化职业介绍系统、社会化的社会保障系统、市场化的劳动力价格系统、法制化的管理系统等等。 3.经济发展为更高层次上的体制创新提供更佳的制度环境 随着经济的发展,市场体制日益成熟,这又为公共管理在更高层次上体制创新提供更佳的经济制度环境,从而形成体制创新——经济发展——更高层次上的体制创新的良性循环。园区在借鉴新加坡经济研究取得阶段性成果,目前,一个规划科学、布局合理、管理严格,借鉴新加坡裕廊镇规划模式建设的国际化、现代化的新城区已在金鸡湖畔初现。 园区对新加坡经验的大软件和小软件借鉴已基本完成,园区已经成为国内最具竞争力的园区之一。在此基础上,园区又树立了新的战略目标;通过体制创新继续努力把园区建设为与世界经济接轨、符合国际惯例的最具国际竞争力的一流园区。而这一战略目标的实现又要求通过更高层次上的体制借鉴和体制创新,从而形成制度供给以满足生产力发展的需要,这样就形成了体制创新与经济发展之间否定之否定的良性循环。 四、园区借鉴新加坡经验对外辐射的制约因素 园区八年来的实践证明,有选择地借鉴新加坡经验,以制度的创新营造一流的投资环境,从而为经济社会持续稳定发展建立新的增长点,具有十分重要的现实意义。全国开发区协会、山东省开发区协会、江苏省对外经贸厅先后在苏州举办了“苏州工业园区借鉴新加坡经验研讨班”,对园区借鉴新加坡经验的对外辐射产生了一定的影响。但应该看到,这种辐射的力度是有限的。园区经验的对外推广有待于进一步探索。 当前,我国的改革开放正由经济领域逐步向政治领域扩展,政府管理体制的改革更是方兴未艾,加入wto则构成加速这一改革进程的外部动因。在这种有利的宏观条件之下,园区借鉴新加坡经验的对外辐射作为一种制度创新的要求仍要受到种种现实情境的制约: 第一,从体制创新的内在动力来看,园区经验的对外推广存在着一个“路径依赖”问题。体制创新是对现实社会关系的变革,而现实的社会关系恰恰就凝结在现行的体制框架当中,实际地调控着社会经济生活的运行。它们曾经有过存在的充分理由,并以其巨大的历史惯性作用于当下人们的活动。因此,地方政府及其官员自身对于体制转变的紧迫性的认识,对于改革将要带来的利益关系调整的心理承受能力,以及更深层次的一定区域社会生产方式内部的矛盾运动状况和该地区的社会历史条件,成为制约体制创新的决定性因素。我国各地区之间政治、经济、文化发展的不平衡性将影响到园区经验对外辐射的接受程度,同时意味着学习园区经验同样有一个如何从本地实际出发。因地制宜并有所创新的问题。 第二,从体制创新的外部条件来看,园区借鉴新加坡经验的实践探索是在一种特定的环境下进行的,能否争取到有利的外部条件支撑构成园区经验对外推广的第二重制约因素。园区作为中外政府间的合作项目,一开始就获得了强有力的组织支撑。从中新两国领导人的高度重视到双边三级联合协调体系的建立以及被赋予的一系列“不特有特”、“特中有特”的功能性优惠政策,为园区的运作营造了优越的外部环境。园区作为一个新建的城市实体,是按照一种全新的模式来设计和运作的,它的资金的投入巨大而先天的负担很小,使其得以高起点发展,高效能运转:园区以150人的机构编制规模创造了130多亿元的gdp。园区的实践告诉我们,政府机构和管理体制的改革任重道远。 第三,从体制创新的外部空间来看,我国目前中央政府与地方政府之间的职权划分方式影响着地方政府对于体制创新的能动作用及其形式空间。园区的成功探索为发展中外经济技术互利合作积累了新的经验,即这种互利合作也可以在两国政府之间展开,通过共组的国家财团进行运作,从而拓展了国际经济技术的形式空间。这不能不说是一种新的思想解放和更深层次的对外开放。由此推而广之,对我国的对内开放和地区之间的互利合作也不无启示。问题在于,由于我国实行的是单一制——集权型的政府管理体制,中央政府与地方政府之间缺乏明确的职权划分①,中央政府对地方政府实行双重的垂直领导,这势必制约地方政府对于体制创新的能动性和这种创新的形式空间。园区经验的对外辐射推广有赖于地方政府积极发挥自身能动作用和中央政府的适当授权。 工业创新论文:工业设计创新设计心理学作用探讨 摘要: 随着经济文化水平的提升,人们对工业设计的要求已经不仅仅停留在实用基础上了,越来越多的消费者开始注重工业设计的视觉效果与创新性,消费者的心理开始对工业设计创新产生了重要影响,基于此,探讨了消费心理对于工业设计创新的引导作用和影响。 关键词: 工业设计;设计心理学;创新 随着经济的不断发展,生活水平也随之提高,工业设计创新所关注的内容与日俱增,消费者对美的鉴赏随着物质文化水平的提高也变得更高。良好的工业创新设计能兼顾产品功能和很好的视觉效果,从而更好地吸引顾客的注意,在这一层面上,设计心理学就会发挥作用。设计心理学在工业设计中占着非常重要的位置,起着绝对的引导作用。本文将设计心理学和消费品工业设计结合分析,在一定的范畴内,探讨设计心理学对工业创新设计的影响。 1设计心理学 现代艺术设计理念在社会发展中发挥着越来越重要的作用,在工业界也是如此。但是在现代艺术设计发展的过程中,理论上缺乏统一性,在一定程度上制约了艺术设计的发展。设计心理学属于心理学的一种,在应用领域得到广泛的使用,对于工业设计的创新也有着心理引导的作用。心理表达能够让设计更具有灵魂,将设计心理上升到工业领域,将工业创新与艺术相结合,可以更好的吸引大众达到非常好的效果。因此设计心理学在不断的发展中,成为一门非常受关注的新兴学科。在工业设计中,设计师越来越注重利用设计心理学抓住消费者的心理,使产品得到创新与质感的提高。 2产品的工业设计创新 工业设计是现代艺术设计的一个分支,在充分了解工业设计的概念时更要懂得创新的必要性,这是现代工业发展的结果。在上世纪80年代,工业设计就有了比较权威的定义。工业设计需要合理的训练体制,专业的技术知识,敏锐的经济与视觉感受,建立在专业知识非常完善的基础上,赋予材料全新的理念,在结构上得到创新。整体构造、形状、色彩以及装饰都能焕然一新,在品质和风格上也能得到升华这就是现代工业艺术设计。工业艺术设计实际是一门多元化的课程,多种学科相互交叉融合,审美观念相当于设计心理学而存在,其最终目的是满足大众对于消费品的高要求,根据消费者的不同需求来进行工业设计的生产与创新。工业设计的创新与大众的消费需求是紧密相连的,两者的利益也是相互平衡发展的。 3消费需求心理主导工业设计的创新 工业设计的创新与大众的心理需求是分不开的。大众通常最直接关注的就是产品的功能性与质量。科技在不断发展,大众的审美水平也在不断提高。审美观的不同对于产品的设计要求也会有所不同,在设计中所运用的创新理念是否达到审美的要求,对于一个产品在市场上的受欢迎程度是很关键的影响因素。在工业设计创新中,设计师本身的认知与美学心理占有非常重要的位置。创新就要着重于集优点于一身,跟上时展的步伐,满足大众精神内在的需求。设计师的审美与心理状态直接影响着整个工业设计创新的进程与最终产品的呈现模式。设计师必须汲取新事物,将最新的思想融合到工业设计中去,以了解工业设计的功能性为基础,在形式上做好掌控,不同的产品采用不同的形式,根据不同消费者的心理需求,合理的分配设计模式,尽量在各个方面将产品设计做得更加完善。 4工业设计心理学对工业设计的影响 设计心理学的研究与人是分不开的。工业设计的策划与创造,设计师的主观意见和思维是占首位的。产品的最终设计往往都是设计师来决定的,所以设计心理学是非常重要的存在,应精通设计心理学,以更好的掌握消费者的心理来设计产品。工业设计的创新必须在不断的实践中精益求精。工业设计心理学对工业设计的创新也有着引导作用,恰当的心理表达能够让工业设计更具有灵魂。将设计心理上升到工业领域,工业创新与艺术相结合,可以更好的吸引大众,在大众的消费需求满意度上达到非常好的效果。 5国外设计心理学应用的启示 相比国内,工业设计在国外的发展比较早,由于经济发达,生活水平随之提高,消费者对于产品设计的关注度也不断提高,同时也促进了工业设计的发展。在发达国家,工业设计做出的贡献非常多,所以成为了非常重要的课程备受推广,知识体系相对来说非常完善。在我国,工业设计应在满足大众的最低需求上,追求更加个性化的设计,迎合现代化的发展,吸引更多消费者的关注,产品的设计必须凸显消费者的审美理念。设计师应积极研究不同类型的工业产品,在不断的创新工业设计中满足不同消费者的需求,从而为国内工业设计的发展打下良好的基础。消费者对于产品使用后的反馈也要重点关注,具体在工业设计创新中,就是要关注什么样的创新意识更受大众欢迎,产品还有哪些不足,消费者是以什么样的心态来购买此产品的等等,从不同的产品使用者分析得到相应的消费心理。专业化的工业创新心理学的研究,结合自身发达的生产技术,将设计出更多的经典产品,以满足大众对于消费品的高要求,同时还能根据消费者的不同需求来进行工业设计的生产与创新。 6结束语 设计心理学对于工业设计有着非常重要的影响,设计心理学更有利于让工业创新形成统一的整体。顾客对于工业设计产品的要求早就不仅是停留在产品质量上,产品外表也受到重视,良好的工业设计创新可以吸引顾客更多的注意。工业设计的创新不仅是凭第一感觉,而是要将形态与特征结合当时的心理共同呈现出来,不仅要满足大众的审美,也更要符合大众的心理,因此设计心理学在不断的发展中,起着越来越重要的引导作用。 作者:李维 单位:西南林业大学 工业创新论文:工业设计发展创新能力策略 摘要: 目前,我国产品的需求量很大,而从导致了国内的工业设计发展可谓是非常迅速。本文分析了我国工业设计发展过程中的创新现状,并详细提出了如何解决我国工业产品设计存在的创新能力不足的方法,并为针对我国的未来工业设计发展提出建议。 关键词: 创新;科技;文化 当前,虽然我国工业设计发展很快,但是在其发展中还是存在着问题。最重要的就是缺乏创新力这个问题。如何解决创新这个问题,从而使得中国工业产品的制造模式从中国制造转变到中国创造,这成了工业设计当下极其重要的问题并且决定了中国工业设计的未来前景是否光明。 一、工业设计的创新重要性及我国创新现状 1、工业设计的创新重要性 工业设计是以工业生产为前提的造物计划,是设计人的生活方式,更是艺术和科学技术的完美结合。创新是可以最大程度的提高生产力,只有大力的在工业设计这个领域进行创新才能更好的从用户与企业双方的角度解决产品的概念、造型、色彩、结构、功能、人机界面等方面的具体问题,[1]简言之,工业设计的根本是创新,创新可以更好的让科技和文艺相结合,这同时也是提升产品质量的根本举措。 2、我国工业设计的创新现状 近年来,在我国经济的快速发展与科学技术的迅速提高下,我国的工业产品设计发展的很快,但是与发达国家相比还是存在较大的差距,其首要问题便是创新力不足。 1)工业设计创新体系尚未形成 改革开放以后,我国推行了一些创新政策,以便推动我国工业设计创新体系建设。2010年7月,工信部等部门联合了《关于促进工业设计发展的若干指导意见》,对促进我国工业设计产业发展、工业设计创新有积极作用。但是工业设计创新没有上升到国家创新战略,原因大体上可以有两点:其一,缺乏专门的政府管理部门;其二,国家没有出台具体创新产业促进政策,如财政、税收、融资等。 2)企业设计创新意识动力不足 目前,一些大型企业的产品设计能力已经有了很大提高,比如:联想、格力、海尔等大型企业,这些大型企业因为资金充足,品牌效应的发展,所以相继成了工业设计部,介入了产品的生产和设计以及销售等方面,因此大大的提高了其产品的价值。然而,从总体上来看,存在很多中小型企业生产的产品都是在“克隆”国外的产品和生产技术,由于工业设计模仿与抄袭成本远低于创新成本,实力较弱的中小企业更多地选择回避工业设计创新。 3)企业类型限制了创新 当前,很多大牌其生产产品都使用代工厂的模式,自己掌握了产品核心的技术,在别的发展中国家进行组装,从中赚取劳动力的成本。我国是发展中国家,劳动力成本很低,存在着很多企业都是代工生产模式,贴着欧美产品的名片,用着它国的技术,自己只是出劳动力来生产和制造,这些企业可以说是没有市场压力,因此很大的程度逃避创新。例如富士康就是一个典型的例子,核心技术是美国的,生产厂却是在中国,其主要工作是生产和组装苹果的产品,却没有苹果的核心技术。 4)产品的中华民族传统文化表现的缺失 目前我国很多企业在设计的产品并没有很好的融入文化,市场上仅仅存在一些旅游商品具有传统文化特色,这是远远不够的。现阶段,我国要想从制造转变成创造,必须在工业产品设计过程中大力发展优秀传统文化,在工业设计创新理念中真正表现民族底蕴,而不是在产品表面上进行宣传。 二、我国工业设计发展过程中创新能力不足的应对策略 1、从宏观层面构建工业设计创新立国战略 工业设计要想在未来得到了大力的发展,我国必须要将工业设计创新纳入国家创新战略。近年来,国家已经开始了扶持工业设计这门产业,然而仅仅有这些是不足够,因为中国作为未来的制造业大国以及未来的世界经济和政治强国,我国也必须尽早构建工业设计立国战略,同时政府要给以工业设计帮助,其可以提供优惠政策帮助该市吸引和聚集人才,比如:无锡目前已建成了国内唯一的国家级工业设计主题园区——无锡工业设计园区,集聚了大量优质的工业设计创新资源。政府以各种优惠政策鼓励各产业需求和应用工业设计创新成果。[2]政府还可以建立创新平台,用以鼓励设计群体进行创新,从而提高企业制造业的竞争能力。 2、在设计中进行中国传统文化创新 具体的文化运用在设计中的方法可以分为三种:①在工业设计产品的造型上可以运用传统的文化造型,比如中国的甲骨文等;②在产品的材质上可以使用中国的本土的原料,比如竹子等;③在色彩配色上可以在工业产品上的一部分使用中国标志性的中国红。产品设计的民族文化应用不仅要体现在表象上,还要体现中国特有的思想,可大体上分为儒家和道家。思想是设计的灵魂,并且指导着设计。众所周知的日本品牌无印良品,其营造了一种具有东方韵味,体现了日本民族文化。 3、加强创新性人才的培养 一个产业的发展依靠教育。工业设计这门学科在80年代只有20所高校开设,2014年,高校开工业设计专业的将近有200多所,由此可见,工业设计这门学科已经在高校普及了。在信息化时代,工业设计教育不应该仅仅从本专业角度去培养学生,应该在多个交叉科目方面去指导学生。在扎实的专业基础上,拓展学生在科学、艺术与人文性方面的知识,让学生在多学科之间的融会贯通、兼容并蓄,此乃培养优秀工业设计人才实现创新的基础。此外,高校可以尝试发展建立项目创新基地,并且利用一部分的课程时间,由老师带领学生一起去基地进行产品设计操作实践。通过这样的学习,学生可以理论和实践结合的去理解产品设计,把创新的理论直接运用到实践上,一方面他们去学习老师在课堂说的工业设计理论创新知识体系,另一方面学生可以在基地进行操作练习。这样的教学体系会更加有利于学生的创新思维的培养,因此高校的学生的创新积极性应该会有所提高。 作者:汪天雄 单位:贵州师范大学 工业创新论文:中小企业工业设计创新模式研究 1中小企业工业设计创新现状及特征 1)工业设计开发能力匮乏是制约中小企业发展的瓶颈,其主要表现在设计师、设计资源及设计投入严重不足,缺乏系统性的设计团队,产品同质化现象严重且品质及档次低;2)缺乏品牌形象设计与营销传播是提高中小型企业知名度的主要阻力,其主要表现在缺乏对企业形象的统一规划和设计,整体形象混乱,营销观念落后,缺乏对消费者及市场的深度研究,目标市场模糊,营销方法单一,不注重品牌形象建设与维护,设计传播力度广度不够等。 2工业设计产业集群与中小型企业设计创新 2.1工业设计与产业集群 2.1.1产业与产业集群 产业集群则是指在某一特定区域内的公司、企业、相关机构、支持体系等,因共同性和互补性而形成的地理上接近的相互联系的群体。据其定义,产业集群行为主体包括企业、知识机构、服务机构,具有主体地域化聚集、高度专业化分工、社会化竞合的市场特征。综上可看出,产业集群是一种具有创造性和创新性的空间经济组织形式,是特殊地域、同业交往、行业文化、产业技术链和价值链等的集中、融合,其实质是分工、合作、竞争、创新、知识共享和文化共通。 2.1.2工业设计及其产业化分析 工业设计是以批量化工业产品为对象,综合运用工学、美学、经济学等知识对产品材料、结构、形态、色彩、表面加工、装饰等进行整合优化的创新活动,延伸化的工业设计还包括在产品开发过程中对产品包装、宣传、展示、市场咨询与开发等创新活动,其目的在于为产品、开发过程、服务以及它们在整个生命周期中构成的系统建立起多方面的品质,随着工业设计市场的发展与成熟,工业设计逐步摆脱工业产品这个载体而从生产向服务、流通领域扩展,呈现出产业化特征。从工业设计的性质来看,工业设计具备产业形成的条件———规模性、商业性、组织性,是从工业产品生产环节中分离出来的服务于制造业的服务产业,属于生产性服务业,其核心是创意和文化;从产业要素来看,工业设计产业化要素应该包括外部环境因素、产业集群要素、政府要素;从产业链来看,工业设计产业链不是一个单向的线性结构,而是一个循环的网状结构,工业设计产业链由设计教育、设计资源、设计创意、生产制造、营销传播、分销渠道、消费者等构成,并且通过一系列运作将工业设计创新的价值传递到消费者手中,消费者、销售商、售后服务通过信息反馈指导下一代新的产品开发,具体关系如图1所示。 2.2工业设计产业集群对中小企业设计创新的作用机制研究 审视中小型企业工业设计创新现状,通过对工业设计产业化及集群经济的理论研究,笔者主张,工业设计产业在经历专业化到规模化发展后须走集群化的发展道路。所谓工业设计产业集群就是指大量高度专业化、个体独立在整体上却相互关联的工业设计企业(包括工业设计公司、企业、高校组织等)以及与工业设计产业链相关的企业,依据专业分工和协作建立起来的,在一定时间、空间和区域内柔性聚集并形成的一种既竞争又合作的创新型集合体。这种集合体对于提升区域工业设计创新,带动区域经济,更好地服务于中小企业,提高中小企业核心竞争力具有重大的价值和意义。 2.2.1工业设计产业集群是中小型企业工业设计创 新活动的重要载体和有效组织形式随着经济的发展,市场环境日益复杂多变,设计创新项目日益庞大、技术日益复杂,再加上工业设计创新不是简单的孤立事件,而是系列化和群体化现象,对中小企业而言,仅凭一个企业或几个企业很难独立地、系统地完成整个创新过程。产业集群专业化的高度集中,既具有内部规模优势,又具有外围支持体系,同时在集群过程不断产生集群效应,不断提高区域内整体的核心竞争力,故而在工业设计创新的过程,既能充分发挥中小企业自身优势,又能克服中小企业在工业设计创新过程中人、财、物等创新资源的不足,因此,中小企业应结合自身情况,充分利用工业设计产业集群优势,是实现其自身工业设计创新的有效形式。 2.2.2工业设计产业集群对中小企业工业设计创新的促进作用分析 产业集群聚集了大量专业化的工业设计公司及与工业设计产业链相关的企业,聚集后的资源共享对于中小企业工业设计创新提供更大的优势,[5]主要表现在:1)集群内的企业通过分工和协作减少了企业自身人力、财力、物力、技术等资源的分散,同时集群内的企业存在不同的优势,可实现优劣势互补;2)工业设计产业集群中的集体学习机制,形成产业内部的学习和创新机制,为中小企业互动式、开放式学习提供了可能,进而不断改进和完善自己的不足;3)工业设计产业集群化有利于降低中小型企业设计创新的成本和风险;4)工业设计产业集群化有利于降低中小型企业设计创新的成本和风险;5)工业设计产业化有利于中小企业创新的扩散与转移,产生协同效应。 3基于工业设计产业集群的中小企业工业设计创新模式 随着创意产业及工业设计产业的发展,中小企业工业设计创新也取得了一定的成果,但每个城市由于地域、经济、文化、教育水平的层次不齐,中小企业的工业设计创新程度也表现出巨大的不同,如北京、上海等地与湖南、江苏、安徽、湖北、浙江等地工业设计的创新水平就存在一定的差距,因此每个城市应该根据自身政治、经济、文化、教育等发展的不同发展工业设计产业。依据中小企业工业设计创新的特点及工业设计产业的特点,总结了2种以工业设计创新为主线的创新模式。 3.1政府主导下的政产学研创新模式 该模式适合江苏、浙江、广州、深圳、湖南、湖北等以外向型制造业为主的省市。 3.1.1政产学研概述 根据上述分析论证,结合产业集群的特征,笔者认为产学研能够很好地实现优劣势互补,是促进中小企业工业设计创新和工业设计产业发展的途径。但正如广州美术学院的童慧明教授所说,我国工业设计产业的发展仅仅依靠“产学研”是远远不够,还必须依靠政府,因此主张在政府主导形式下的产学研,即政产学研。政产学研是指在政府主导作用下,综合利用产出主体———企业(本文中指中小企业)、学习的主体———高校、研究的主体———高校与科研机构三者不同的实践资源、知识资源、科研资源等各自的优势协调,满足三方利益,形成一种教育、科研、实践相结合的共同发展的合作机制。 3.1.2政府主导的必要性分析 1)工业设计市场及产业发展的成熟程度需要政府主导。目前,江苏、浙江、广州、湖南、湖北等地工业设计市场及产业发展还不够完善,反映到市场上就是空喊口号,造成市场上表面繁荣,我国提出工业设计产业的系列化政策已有30余年,但真正在做工业设计、真正利用工业设计提高企业创新程度的企业又有几家,我国企业设计创新在世界创意经济体系中又有几份提高?这从某种意义上讲,是中国大部分企业包括中小企业对工业设计创新的理解不够,缺乏工业设计自主创新的思想。对比60~70年代的日韩,日韩工业设计的振兴是正是通过政府参与并建立起设计先行、设计立国等相关策略才取得其当今设计制造业的国际地位。我国工业设计产业的振兴也需政府从宏观到微观层面对中小企业的工业设计创新进行规划,做出主导型榜样,从而引导中小企业朝着正确的方向发展。工业设计创新经济具有巨大的经济推动和社会带动效应,但前提是工业设计必须孕育于完善的市场机制中,需要政府进行一系列规划,包括宏观的工业设计创新观、工业设计产业发展规划、政府层面的工业设计运行与交流平台等,也包括微观中的市场准入条件、运作方式、政府扶持政策、设施建设、制度完善、市场监管与质量评估等等。2)行业自身特征需求政府的主导作用。工业设计创新是一项综合性要求很高的活动,对于中小企业而言,不仅需要大量费用的支持、市场环境的支持、也需要大量人力资源的支持,而这些对于中小企业来说显然是很难做到的。这就需要政府从工业设计整个产业链入手,在相关环节进行相应的支持,只有这样中小型工业设计创新才有可能实现。 3.1.3产业集群下的政产学研创新模式模型 这种政产学研是在工业设计产业集群的理论背景下提出的,政府、企业、高校及科研单位等理应成为工业设计产业集群的主体,利用产业集群的网络知识数据库实现中小企业的设计创新。在此基础上引领中小企业工业设计创新和工业设计产业的健康发展,进而辐射周边省市,该模式的重点工作应放在工业设计创新的推广与交流、设计人才与教育、设计文化的营造等之上,在政产学研的基础上,具体措施如下:1)依据城市情况打造工业设计产业链聚集区,形成工业设计区域相对集中,营造设计氛围;2)加强政府主导的工业设计创新服务平台及数据库建设;3)建立完备的工业设计人才教育与培养体系;4)政府加大对工业设计研发的投入;5)借鉴国外设计产业发展模式,将设计融入城市,打造设计之都;6)政府主导建立专业的中小企业孵化、融资、咨询等服务体系。在上述理论研究的基础上,分析了各主体之间的关联关系,笔者建立了如图2所示的模型。1)整个框架构成了工业设计产业集群模型,在产业集群中存在政府部门、产学研集合体、服务性机构等,他们通过政府主导的设计服务性平台建立起彼此的关系(黑粗箭头线所示);2)在政府主导模式下,政府向产学研部门提供相应的服务支持体系,保证中小企业的工业设计创新能够顺利展开,见图中政府部门同产学研集合体之间的关系;3)在中小企业工业设计创新过程中,产学研各主体利用各自自身优势,在协调自身利益的前提下为中小企业工业设计创新完成自身职责。 3.2政府引导下的市场驱动创新模式 该类模式适合工业设计产业市场已经相当成熟、经济、文化、教育的核心城市北京、上海等城市。受这些城市的整体影响,中小企业对工业设计创新有相对足够的认识,已经初步形成了城市独特的设计文化和氛围,产业发展已形成稳定的发展模式,能够根据市场的变化进行设计创新,在这种环境下,就要由政府主导变为政府引导,走市场主导的中小企业工业设计创新模式。在上述城市中,当地的制造业己形成数目巨大的中小企业规模、设计产业园、创意产业园,产业集群的趋势正向集群品牌发展,对设计发展有迫切的需求。因此该城市中小企业应该采取以下措施:1)利用产业集群优势,以研究市场变化、消费者行为为前提,通过设计创新不断强化设计在品牌建设中的中心位置;2)政府应针对中小企业进行政策、金融、基础设施、基地等扶持,引导当地企业发展设计;3)规范设计市场,加强知识产权保护;4)政府应引导人才培养、科学研究等以保证工业设计产业的良性发展。中小企业是中国国民经济的命脉,中小企业打造设计与品牌,是综合国力提升的必要手段。要提升这些城市中小企业的设计和品牌,就要建立完善地从设计咨询与服务、工业设计原创设计、品牌形象设计、品牌营销与传播的完整工业设计产业链体系。工业设计产业园中应包含这些体系,在这种产业园中,政府引导、设计机构及科研组织、中小企业、服务机构等应真正搭建起专业化数据互动平台和运营平台。对于上述模型做以下分析研究:1)从工业设计产业集群系统模型来看,市场驱动、政府引导创新模式的关键在于政府对网络平台的构建与监督;2)集群中主要的因素中小企业、服务机构、知识机构、设计机构、网络平台建立彼此之间的相互关联,形成巨大设计产业网络;3)集群主体通过集群化优势对中小企业实现设计创新。 4总结 工业设计具备了产业化的条件,走产业化道路是对创意产业背景下工业设计发展的准确定位,工业设计产业集群是弥补中小企业工业设计创新劣势而进行的提升性策略研究。中小企业工业设计集群化、规模化是必然发展的趋势。 作者:朱炜 单位:湖北汽车工业学院机械工程学院
版图设计论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计 摘 要: 在电子线路版图设计中,通常采用印刷线路板技术。如果结合厚膜工艺技术,可以实现元器件数目繁多,电路连接复杂,且安装空间狭小的电路版图设计。通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析,确定了惟一能满足要求的设计方案。基于外形尺寸的要求,综合考虑电路的性能和元件的封装形式,通过合理的电路分割和布局设计,验证了设计方案的合理性和可实现性。体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性,使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。 关键词: 电路版图设计; 电路分割设计; 厚膜混合集成电路; 厚膜工艺 0 引 言 随着电子技术的飞速发展,对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高,对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。除了集成电路芯片的集成度越来越高外,电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。 1 厚膜工艺技术简述 厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。 厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上,将电阻通过激光精调后,再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。 厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。 图1 厚膜工艺流程图 厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。 2 电路版图设计 2.1 设计要求 将电路原理图(图2,图3)平面化设计在直径为34 mm的PCB板上(对电路进行分析后无需考虑相互干扰),外形尺寸图见图4。其中:序列号及电源为需要引出的引脚。 表1 厚膜工艺与印制板工艺比较 图2 原理图(1) 图3 原理图(2) 图4 外形尺寸图 2.2 设计步骤 2.2.1 分类清点电路中的元器件数量 分类清点电路中的元器件数量见表2。 表2 元器件数量 2.2.2 确定电路设计方案 根据电路原理图,对以下3个方案逐一进行分析: (1) 方案1:在印制板上双面布线 简单计算一下各种元器件所占面积:贴片电阻电容:4.8×46=220.8 mm2;贴片二三极管:8.9×5=44.5 mm2; 贴片集成电路:77×3+72=303 mm2;贴片运算放大器:33.44×11=367.84 mm2;电 位 器: 38×4=152 mm2;晶振:16 mm2。 元器件的总面积:220.8+44.5+303+367.84+152+16=1 104.14 mm2≈11 cm2。 印制板的可利用面积(单面):3.14×14.52=660.185 mm2≈6.6 cm2。 很显然,利用双面布局布线,印制板的面积远远满足不了设计的需要。另外,印制板为圆形,元件布局时面积的利用率更低。所以仅仅利用印制板的面积来进行平面化设计,理论上不可行。 (2) 方案2:印制板上安装双列直插式厚膜电路模块 采用厚膜工艺和印制板工艺相结合的方法进行布局布线。首先将电路原理图进行合理分割,确定要利用厚膜工艺进行设计的那部分电路,剩余部分电路则布线到印制板上。用厚膜工艺的电路,在陶瓷基板上采用双面布线,组装贴片元器件,可以增大布线的面积。然而,为了和印制板结合起来,双列直插式厚膜电路模块的引出端数目需求较多,采用最多的引出脚数量,也满足不了印制板与厚膜电路电连接的需要。 若采用裸芯片元件进行布线,则必须采用金属全密封封装。由于金属外壳的存在,导致基片的面积变得更小,模块的引出端数目随之减少。另外,裸芯片的电路只能采用单面布线,这样不能满足元件放置的需要,更不可能实现布线的需求。 所以该方案也不可行。 (3) 方案3:印制板上安装2个单列直插式厚膜电路模块 由方案1和方案2得知: (1) 必须在印制板上安装厚膜电路模块; (2) 采用2个单列直插式厚膜电路模块,且均采用双面布线。 2个单列直插式厚膜电路模块和1个双列直插式模块进行比较,虽然引出脚数目相等,但2个单列直插式电路比1个双列直插式电路的布线面积增大了1倍。对于圆形的印制板,将2个厚膜电路模块平行放置在直径上和与直径平行的最近位置,就可以保证厚膜电路模块和印制板之间的过渡线数目最多,且高度不会超过允许高度。经验证,这样的布局达到了厚膜电路模块和印制板上电路连接的需要,而且所有元件达到合理放置。 所以,方案3是可行的。 2.2.3 电路版图设计过程[3?4] 根据印制板外形尺寸的要求,2个单列直插式厚膜电路模块的陶瓷基片分别选用32 mm×16.5 mm×0.8 mm和30 mm×16.5 mm×0.8 mm两种,根据电路的工作原理,对2个电路原理图进行合理分割,可调元器件和大体积元件放置在印制板上,不可调部分分别放置在两个陶瓷基片上,经过合理布图,陶瓷基板上PCB图分别见图5,图6。 图5 厚膜电路1(正面和反面) 图6 厚膜电路2(正面和反面) 红色为一次导体,浅绿色为介质,深蓝色,红色为一次导体,湖蓝色为介质,为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,紫色为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,共有13个引出脚。共有12个引出脚。 将两个厚膜电路模块按照厚膜电路的工艺进行封装完成后,作为印制板上的两个元器件,将其与厚膜电路模块外的元件在印制板上进行布局布线设计,即可完成整个电路的版图设计,并达到了设计要求。整个产品的印制板装配图见图7。 图7中,W1~W4为电位器,X为晶振,J1和J2分别为两块单列直插式厚膜电路模块。C2为片式钽电容,U7为SO?8集成电路,R*为片电容,其余为引出脚。 图7 印制板装配图 3 结 语 在电路版图的设计过程中,充分考虑到调试的需要,将需调试的元件和体积较大的元件放置在印制板上,无需调试的小体积元件放置在厚膜电路模块里,使得仅利用印制板难以完成的布图任务因巧妙利用厚膜工艺集成而大大缩小了产品的体积,从而实现了复杂电路体积小型化的目的,而且使产品美观,调试方便。 厚膜技术从早期应用在航空航天、卫星通信等领域,发展到现在的汽车、家用电器、音响设备等工业领域,无不说明厚膜工艺技术有着很好的发展前景和实用价值。 版图设计论文:《集成电路版图设计》课程教学改革与探索 【摘要】《集成电路版图设计》课程对微电子专业学生理解电路设计的概念和工艺技术的认识,起到承前启后的作用,对此课程教学方法的研究有着重要的理论和现实意义。 【关键词】集成电路版图;教学方法;改革 集成电路版图设计是集成电路设计的最终结果,版图质量的优劣直接关系到整个芯片的性能和经济性,因此,如何培养学生学好集成电路版图设计技术,具备成为合格的版图设计工程师的基本潜质,是摆在微电子专业老师面前的一个普遍难题。如何破解这个难题,我们做了以下探索。 一、突出实践,理论配合 传统的《集成电路版图设计》课程采取理论教育优先,学生对于版图的基本理论和设计规则非常熟悉,但动手实践能力缺乏培养,往往在学生毕业后进入集成电路设计企业还需二次培训版图设计能力,造成了严重的人力资源浪费。这是由于没有清晰的认识《集成电路版图设计》课程的性质,造成对它的讲授还是采取传统教学方式:老师讲,学生听,偏重理论,缺乏实践,影响到学生在工作中面临实际设计电路能力的发挥。《集成电路版图设计》是一门承接系统、电路、工艺、EDA技术的综合性课程,如果按照传统方式授课,课程的综合性和实践性无法得到体现,违背了课程应有的自身规律,教学效果和实用意义不能满足工业界的要求。我们在重新思考课程的本质特点后,采取了实践先行,理论配合的教学方法,具体如下:集成电路版图是根据逻辑与电路功能和性能要求,以及工艺水平要求来设计光刻用的掩膜图形,实现芯片设计的最终输出。版图是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图使用不同的图案来表示。我们首先讲授版图设计工具EDA软件的使用,让学生掌握EDA软件的每一个主要功能,从图形的选择、材料的配置,让学生从感性角度认识实际的版图设计是如何开展的,每一个步骤是如何使用软件完成的,整体芯片版图设计的流程有哪些规定,学生此时设计的版图可能不是很精确和完美,但学生对于什么是版图和如何设计版图有了初步的感性认识,建立起版图设计的基本概念,对于后续的学习奠定了牢实的实践基础,此时再去讲授版图设计理论知识,学生更能理解深层的工艺知识和半导体理论,真正做到了知行合一,实践先行的教育理念,对学生能力的培养大有裨益。 二、注重细节,加强引导 传统方式讲授《集成电路版图设计》理论占大部分时间,学生知道二极管、晶体管、场效应管、电阻、电容等基本元器件的工作原理和构成要素,但是在版图设计中,这些元器件为什么要这样设计,其实内心中充满着疑惑和不解。针对学生的疑惑,我们从工艺细节入手来解决这个问题。作为集成电路版图设计者,首先要熟悉工艺条件和期间物理,才能确定晶体管的具体尺寸、连线的宽度、间距、各次掩膜套刻精度等。版图设计的规则也是由工艺来确定的,掌握了工艺也就掌握了版图设计的钥匙。我们将通用工艺文件的每一条规则向学生讲解,通用元器件的规则整理出它们的共性,最小宽度、长度、间距的尺寸提醒学生要记忆,不同芯片生产厂的工艺对比学习和研究,学生在这一系列规则的学习过程中,慢慢理解熟悉了工艺规则文件的组织构成及学习要点,能够举一反三的在不同工艺规则下,设计同一种元器件的版图,即使电路元器件的数量巨大,电路拓扑关系复杂,在老师耐心的讲解下,学生也能够依据工艺规则设计出符合要求的版图,这都是在理解了工艺规则细节的基础上完成的。所以,关注细节,加强引导,是提高学生学习效果的一个重要方法。 三、完善考核机制,争取比赛练兵 学生成绩的提高,合理完善的考核机制不可或缺。以往《集成电路版图设计》课程的考核主要是理论知识作业和课程报告,学生的学习效果和实际动手能力没有得到考核,造成不能全面评价学生的学习成绩。我们采取项目形式,全方位考核学生的学习效果。根据知识点,将通用模拟电路分成五大类,每个大类提取出经典的电路10种,使用主流芯片加工厂的生产工艺,由经验丰富的老师把它们的版图全部设计出来,作为库单元放在服务器中供学生参考。在学生充分理解库单元实例的基础上,将以往设计的一些实用电路布置给学生,要求在规定的时间内,设计出合格的版图,以此作为最终的考核结果。学生在学习课程期间,可以接触到不同工艺、不同结构的多种类电路,而且必须在规定的时间内设计出版图,这极大的促进了他们学习的积极性和时间观念。学生在设计版图的过程中,会遇到多种问题,他们会采取问老师答疑,和同学讨论的多种方式解决,不仅能督促他们平时上课认真听讲,而且对遇到的问题也能多角度思考,最重要的是他们亲自动手设计版图,将工艺、电路、器件综合考虑,在约定的时间内能力得到极大提高。老师根据学生上传至服务器中设计的不同项目版图打分,而且将每个项目的得分出具详细的报告,对学生的成绩进行点评。学生通过查阅报告,能够知道课程学习的缺点和得分项,为下一次提高设计成绩是一个很好的参考。除了日常学习设计版图项目,学生可以争取参加微电子专业的一些比赛,通过比赛体会一些具有挑战性的版图设计项目,来提高学生在实际场景下如何发挥设计能力和项目组织能力,为他们未来进入职场从事版图设计工作奠定坚实的专业能力和实际解决问题能力。 四、总结 《集成电路版图设计》课程是一门兼具理论基础和实践锻炼想结合的课程,对它的讲授不仅需要扎实的理论基础,还需合理的实践环节配合,才能取得良好的教学效果。 版图设计论文:微电子专业集成电路版图设计的教学研究 摘要:集成电路版图设计涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向。以CMOS反相器和基本MOS差分放大器为例,介绍了集成电路版图设计的教学内容。学生通过集成电路版图设计的教学环节,巩固了专业课程的理论知识,提高了集成电路设计的实践能力。 关键词:集成电路设计;版图;CMOS 集成电路(Integrated Circuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是新一代信息技术产业发展的核心和关键,对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展,我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局,产业链基本形成。但与国际先进水平相比,我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中,集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业,集成电路设计人才严重匮乏,已成为制约行业发展的瓶颈。因此,培养大量高水平的集成电路设计人才,是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题,也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1-4] 一、集成电路版图设计软件平台 为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要,合肥工业大学(以下简称“我校”)从2005年起借助于大学计划,和美国Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、华大电子等公司合作建立了EDA实验室,配备了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni设计系统等EDA软件。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程,如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计、ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订,注意相关课程之间相互衔接,关键内容不遗漏,突出集成电路设计能力的培养,通过对课程内容的精选、重组和充实,结合实验教学环节的开展,构成了系统的集成电路设计教学过程。[5,6] 集成电路设计从实现方法上可以分为三种:全定制(full custom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计,特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向,目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。 在集成电路版图设计的教学中,采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(Zeni EDA System),这是中国唯一的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优,已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能,并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。 九天EDA软件系统包括ZeniDM(Design Management)设计管理器,ZeniSE(Schematic Editor)原理图编辑器,ZeniPDT(physical design tool)版图编辑工具,ZeniVERI(Physical Design Verification Tools)版图验证工具,ZeniHDRC(Hierarchical Design Rules Check)层次版图设计规则检查工具,ZeniPE(Parasitic Parameter Extraction)寄生参数提取工具,ZeniSI(Signal Integrity)信号完整性分析工具等几个主要模块,实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。 二、集成电路版图设计的教学目标 根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点,在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。 在集成电路版图设计的教学中,首先对集成电路设计的一些相关知识进行回顾,介绍版图设计的基础知识,如集成电路设计流程,CMOS基本工艺过程,版图的基本概念,版图的相关物理知识及物理结构,版图设计的基本流程,版图的总体设计,布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验,讲解Unix和Linux操作系统的常用命令,详细阐述基于标准单元库的版图设计流程,指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图,使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上,让学生自主选择一些较为复杂的单元电路进行设计,如数据选择器、MOS 差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS 静态存储单元等,使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现,包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。 版图设计论文:基于平衡技术的微带低通滤波器版图优化设计 摘要:微带线结构的不连续性,使反射损耗和插入损耗较大,影响滤波器性能。利用平衡法提升滤波器并联分支中较低的特性阻抗,达到降低微带线宽度的目的,从而均衡整个滤波器的宽度,使版图仿真优化。以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明,滤波器通带内反射损耗从-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗从0.679 dB降低到0.322 dB,与直接采用Richards变换和Kuroda规则设计微带低通滤波器相比,该方法能缩短滤波器设计周期,获得满意的滤波器性能。 关键词:低通滤波器; 微带线; 平衡技术; 版图优化 收稿日期:20110911微带滤波器是无线通信的重要部件。随着无线通信系统的发展,加速了微带滤波器的研究进程,发明许多Q值适中、重量轻、稳定性好的微带滤波器。计算机辅助设计软件的出现,使设计者在设计过程中避免繁杂的计算过程,提高复杂电路设计效率,缩短设计周期。设计者通常运用Richards变换与Kuroda规则设计微带低通滤波器[13]。该方法设计的滤波器在接头处会由于相邻耦合线线宽不同产生不连续性,使插入损耗较大,不满足一些射频通信的要求。为了解决此问题,采用电磁带隙结构与高低阻抗线结合的方法,改善了通带性能,但阻带性能变差,体积变大[4]。运用分形技术设计高低阻抗滤波器取得了一定的效果,但设计方法复杂,对于加工精度要求较高[5]。 本文提出一种采用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,并以5节切比雪夫微带低通滤波器为例,通过在低特性阻抗并联传输线节点处再并联相同长度的微带线,修改两条微带线特性阻抗为原来的两倍达到优化版图的目的。原理图仿真和版图仿真均验证了该方法的可行性。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,具有良好的应用前景。 1平衡技术设计原理 使用Richards变换和Kuroda规则设计微带滤波器,所得串并联传输线长度理论上是相同的。选取各支节传输线长度l为截止频率下波长的1/8,由终端开路传输线阻抗分布表达式:Zin(l)=-jZ0tan β1(1)式中:传播常数β=2π/λ;Z0为特性阻抗。将l=λ/8带入式(1)可得:Zin(l)=-jZ0(2)若传输线长度l保持不变,使两条特性阻抗Z0相同长度l相等的终端开路传输线并联于同一点,则其输入阻抗会减半为Z0/2;反之,将两段并联终端开路传输线特性阻抗提高1倍并联于同一点且保持传输线长度l不变,则输入阻抗保持不变为Z0。 由以上推导可知,用平衡技术修改滤波器并联终端开路传输线不影响各节的输入阻抗。 2用Richards变换、Kuroda规则设计微带低通滤波器由于当频率较高时电感和电容应选的元件值过小,由于寄生参数的影响,如此小的电感和电容已经不能再使用集中参数元件并且工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近,滤波器元件之间的距离不可忽视,需要考虑分布参数效应[67]。基于以上原因,设计者先设计出有电感、电容组成的集中参数滤波器,然后运用Richards变换和Kuroda规则转换为合适的微带滤波器结构。 本文设计的微带低通滤波器指标如下: 截止频率为f0=3 GHz,通带内波纹为0.5 dB,在2倍截止频率处具有不小于40 dB的带外衰减,输入/输出阻抗为50 Ω。基板厚度H=0.762 mm,基板相对介电常数Er=3.66,磁导率μ=1 H/M,金属电导率为5.88 mS/m,封装高度Hu=1.0+33 mm,金属层厚度T=0.035 mm。 通过计算选用5阶切比雪夫微带低通滤波器模型进行设计[8]。电路原理及其仿真结果如图1所示。 图1微带低通滤波器原理电路及仿真结果由图可以看出串联和并联的微带线长度均为λ/8,而宽度与特性阻抗大小相关。 由于原理图仿真是在理想条件下进行的,而实际的电路板需要考虑耦合和干扰等因素的影响。ADS版图仿真是采用矩量法进行电磁仿真,对版图的仿真结果更符合电路实际情况[8]。图1所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图2所示。 图2微带低通滤波器版图结构及仿真结果3用平衡技术设计微带低通滤波器 由于微带传输线的特性阻抗越高,传输线的宽度就越窄。反之,阻抗越低,宽度就越宽。从第2节中的滤波器原理图可看出,TL3和TL5两段并联的微带线,他们的宽度比较宽即特性阻抗偏大,使用平衡技术,在TL3并联点处再并联一根相同长度的终端开路微带线,将两根线的特性阻抗扩大为原来的2倍,并运用ADS软件中的LineCalc工具推算出线的宽度W。对于TL5用同样的方法设计。电路原理及仿真结果如图3所示。 图3改进后微带低通滤波器原理电路及仿真结果图3所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图4所示。 图4改进后微带低通滤波器版图结构及仿真结果由图1和图3的原理图仿真结果可以看出,优化前的反射损耗,插入损耗与优化后的数值几乎相同。这与使用平衡技术修改原理图后不改变原有滤波器阻抗的结论相一致。 由图2和图4的版图仿真结果可以看出,通带内反射损耗由-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗由0.679 dB降低到0.322 dB。 可以看出,运用平衡技术均衡微带低通滤波器微带线宽度后,使通带内反射损耗明显改善,插入损耗明显降低,达到了性能指标。证明了该方法的有效性。 4结语 本文提出一种用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,讨论了平衡技术的设计原理,并以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明此滤波器版图仿真性能优于传统方法设计的微带滤波器。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,有效地缩短了设计周期,具有良好的应用前景。 版图设计论文:引入CDIO模式的《集成电路版图设计》课程开发实践 摘要:伴随着高等职业院校的教育改革,将CDIO的教育模式引入到《集成电路版图设计》教学开发中。鉴于CDIO教育理念的先进性、教学层面的系统性及其广泛的适应性,对《集成电路版图设计》课程进行了重新设计。本文从引入CDIO教育模式的必要性与必然性的分析到课程评估的结论,阐述了该课程设计开发的整个过程。 关键词:CDIO;高职教育;集成电路版图设计;课程开发 CDIO是基于项目学习的一种模式,是工科教育“做中学”的一种。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate),它以工程项目生命周期为载体,培养学生的学术知识、职业道德和运用知识解决问题的能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。此教育模式是由麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等发起,现已运用到几十个大学的众多专业,并获得产业界认可。 高职教育改革及引入CDIO教育模式的必要性与必然性 高等教育是在完成中等教育的基础上进行的专业教育,是培养高级专门人才的社会活动。职业教育是对受教育者施以从事某种职业所必需的知识与技能的训练,因此,职业教育亦称职业技术教育或实业教育。“高等职业教育”是“高等”与“职业教育”两个概念的复合。 我国高等职业教育的人才培养目标从开始提出的“技术型人才”、“应用型人才”,到后来的“实用型人才”,再到现在提出的“高技能人才”,多年来一直处于变化不定之中。高职培养的人才类型是实用型、应用型,与普通高等教育培养的人才是有差异的。所谓高技能人才,工作内涵是将成熟的技术和管理规范转变为现实的生产和服务,工作场合和岗位是基层第一线。 苏州工业园区职业技术学院的办学理念为“企业的需要,我们的目标;学生的需求,我们的追求”。近些年,我们在专业建设和课程教学改革方面做了许多探索,协助毕业生提高就业信心,实现优质就业,传统教育下的毕业生上岗适应慢,沟通能力差,动手能力弱,缺乏团队合作经验,缺少创新精神和创新能力、职业道德、敬业精神等人文素质薄弱,频繁“跳槽”等,而这些都难以符合现代企业的需要。教育模式的改革势在必行,而CDIO教育模式恰恰有针对性地对传统教学中存在的诸多弊端做出了全面、系统的指导,CDIO教育模式引领了高等职业教育改革的必然性。 应用CDIO模式开发《集成电路版图设计》课程 (一)《集成电路版图设计》的课程理念与思路 《集成电路版图设计》课程是一门实践性很强的课程,针对课程特点,课程设计的基本思路是从岗位实际需求出发,从培养学生学习兴趣入手,在传授知识过程中重视能力培养,强化学生的自学能力和分析、解决问题的能力。具体做法是: 全程实施项目教学 本课程围绕多个相对独立的案例展开。案例的选择强调源于工程实际,注重内容的代表性、针对性、实用性以及先进性,理论知识的选择以“必需,够用”为原则。教学实践表明,案例教学使教学内容直观、具体、形象,易于接受,也使教学内容与工程实际及职业岗位紧密联系,有利于课内知识向工程实际拓宽、技术知识向工程实践迁移,从而有力促进了学生职业能力的发展。 全程实施情境式教学 本课程改变了将理论与实训分开的传统模式,在教学中设计了8个学习情境,每个情境都以相应的工业案例为主线,按照“资讯决策计划实施检查评价”的流程授课,使学员在学中做、做中学,以提高IC版图设计技能训练的水平。同时,通过情境式教学,学生的学习兴趣和参与度大大提高,不仅培养了团队合作精神和沟通能力,还培养了学生的组织协调能力。 小班互动式教学 为达到更好的教学效果,本课程采用24人小班制教学,全程在实训室教学。根据教学内容采取“先讲,后练”、“边讲,边练”、“先练,后讲”等方法,从第一次课开始就设置实训操作内容,调动学生的主观能动性,增加师生互动性。 企业实训 通过校企合作建设校外实训基地的方式,安排学生到专业设计公司进行实训,扩展学生的知识面和工程认识,同时,提高学生对项目整个流程的认知,提高学生的抗压力,对职业道德和敬业精神的培养具有实践意义。 (二)《集成电路版图设计》之课程标准 《集成电路版图设计》课程标准涉及四个方面内容。 专业知识设计 专业知识方面围绕IC版图设计职业标准所要求的必要的基础知识和基本技能把本课程的内容分成多个模块:基础模块(系统操作部分)、应用模块(软件使用部分)、 基本技能训练模块(基本单元的版图设计)、技能提升模块(整体布局与项目掌控)等4个模块包含了8个情境。具体内容包括:Linux基础、版图识读与电路提取、design rule简表整理、绘制符合design rule的NAD2/NOR2版图、DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell的框架结构制定、standard cell版图设计、芯片CD4013的版图设计等,每一个情境都对应了某个特定岗位的部分工作内容。这些情境不仅可提供学生对岗位的认知机会,同时,也可激发自主学习的能动性和积极性。 个人职业技能和职业道德培养 在教学中注重对学生职业技能培养的同时也加强对学生职业道德的养成,用企业对员工的标准来要求学生进行实训,采用定期上交项目总结报告和分组进行项目实施进度报告等方式,为学生今后在企业的发展奠定基础。 团队意识的培养 能够快速地融入一个集体当中是从事设计与研发人员必备的能力,而常常被教育者和学生所忽视,因为传统的教育方式更多地关注对单独个体培养的成效,而实际工作中“独自作战”的时代过去了,取而代之的是团队合作,绝大多数的设计工作需要一个团队协作完成,所以这时人际交往就凸显其重要性。在教学中,我们让学生意识到团队协作的重要性和必要性,并在实训过程中从点滴做起,让学生具有团队合作的意识,如文件夹命名方式、文件管理等采取利于团队完成项目的方式进行设置。 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统的搭建 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统按照下面的框架完成了搭建任务,如表1所示。 (三)《集成电路版图设计》课程CDIO系统的具体实施 我们在CDIO教学大纲的指导下,对《集成电路版图设计》课程进行设计如下:本课程以源于企业真实的项目(如design rule简表整理,见表2)为载体,将所有需要学习和掌握的内容都围绕该项目设计,形成一个整体。紧紧围绕知识体系教学专业技能提升职业道德养成主线组织教学,快乐教学、快乐学习,引导学生主动学、能做事、会做人。 本课程特色 (1)双语教学,强化应用,适应外企工作。 教师采用双语教学课件与讲义,用两种语言进行教学,学生采用两种语言进行作业,从而强化专业词汇的学习,为适应全英文的工作环境打下了良好的基础。(2)按企业标准建设,内容先进、实用。采用了与众多研发设计公司一致的SUN工作站,建立以UNIX/LINUX系统为基础的网络,安装版图设计普遍使用的Cadence工具软件。(3)企业项目实训。以企业的研发项目(Reverse、design rule简表整理;DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell库的建立、芯片CD4013设计等)为载体,在真实的环境(按照企业标准进行实训室配置)下,完成生产性实训任务,完成课程开发教学任务的教师具有多年在外企研发设计的工程背景,学生完成工学结合的作品符合企业设计需要。(4)综合全面的评价体系。理论与实践评价结合,技能训练与表达训练结合,校内教师评价与企业评价结合,学生的自评与互评结合。评价方面包括学习态度、5S素养、项目报告的书写、项目汇报、实践考核和理论考试(按版图设计职业标准四级难度要求随机从题库抽取试题)。(5)增强教师的教学技能。中青年教师、工程师都有学院内部培训课程和企业项目参与的经验,并且要求每年都要开新课和实验、训练项目。每个月都有业务和管理能力评价和学期段考核。参加过的培训都要有项目报告和培训体验交流。在实行课程轮换的同时,实行岗位轮换,使教师熟悉专业核心技术并有扎实的基本功。专业教师通过深入企业和承当企业培训等途径,促使教学与生产实际结合。倡导教师既是讲师、又是实训指导教师,还是培训师和项目工程师,促进“双师型”教师培养。组织教师参加行业比赛,掌握行业的发展动向和需求,客观评价教师的技能水平。 课程质量监控体系的建立 教学质量的好与坏,不单是从学生的考核成绩上来评价,还在学院内设立了专门的教学监管体系,督导组会不定期地进行课堂教学的抽查与监管。更重要的是毕业的学生受到企业的好评,这是对我们课程质量最客观的评价。 课程评估 (一)基本达到预期目的 经过多年的教学实践,CDIO教学模式在《集成电路版图设计》课程中已初见成效,不仅学生在学习过程中表现出很高的积极性,参加职业资格认证测试的微电子专业的学生全部取得了集成电路版图设计师四级职业证书,通过对2008届、2009界毕业生就业调查,我院微电子类专业的毕业生,被苏州工业园区、苏州新区多家知名外企争相录用,就业率达100%。这些企业普遍认为我院的学生工作上手快,适应能力强,担任技术员及助理工程师以上岗位的占75%左右,不少学生已升任工程师助理及工程师。 (二)改进方向和途径 配合微电子专业建设,进行课程教学改革,使我们培养出来的学生全方位发展,符合企业的需求,不是单搞课程的开发,而是要建立起贯通的课程体系,从研发到制造,把先进的CDIO教学模式合理运用到自己的教学实践中去,不能机械地照搬照抄;要针对学生的实际水平和教学内容,提供知识供学生学习。要加强与企业的合作,紧随行业技术的更新步伐,及时更新案例项目。 CDIO教育模式的先进性、普遍实用性是毋庸置疑的,许多学院结合本校和行业特点都探索出新的模式。我们借鉴新加坡南洋理工学院教学模块化的成功案例,利用CDIO教育模式对《集成电路版图设计》课程进行开发,对高等职业教育的课程改革有一定的指导和借鉴作用。 版图设计论文:基于九天EDA系统的全定制版图设计 摘要:以反相器等基本单元版图设计为基础,利用华大电子推广的九天EDA系统软件,采用0.6um硅栅CMOS工艺,按照全定制集成电路的后端设计流程,即基本单元建立、版图布局布线以及版图验证对用于数据采集的D触发器进行版图设计。其中着重对数字电路基本逻辑门版图设计技术进行了探讨。此版图已用于相关芯片的设计中,结果表明通过该软件系统设计的D触发器完全符合设计要求。 关键词:版图设计;九天EDA系统;D触发器 1引言 集成电路(Integrated Circuit,IC)把成千上万的电子元件包括晶体管、电阻、电容甚至电感集成在一个微小的芯片上。集成电路版图设计的合理与否、正确与否直接影响到集成电路产品的最终性能[1]。目前,集成电路版图设计的EDA ( Electronic Design Automation)工具较多,但主流的集成电路版图设计的EDA工具价格昂贵,而我国自主开发的九天EDA系统,具有很高的性价比,为我们提供了理想的集成电路设计工具。 2基本概念 2.1 版图 版图是将三维的立体结构转换为二维平面上的几何图形的设计过程,是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图用不同的图案来表示。它包括了电路尺寸、各层拓扑定义等器件的相关物理信息,是设计者交付给代工厂的最终输出。 2.2 版图设计 它将电路设计中的每一个元器件包括晶体管、电阻、电容等以及它们之间的连线转换成集成电路制造所需要的版图信息。主要包括图形划分、版图规划、布局布线及压缩等步骤[2]。版图设计是实现集成电路制造的必不可少的环节,它不仅关系到集成电路的功能是否正确,而且会在一定程度上影响集成电路的性能、面积、成本与功耗及可靠性等[3]。版图设计是集成电路从设计走向制造的桥梁。 2.3 集成电路版图实现方法 集成电路版图实现方法可以分为全定制(Full-Custom)设计和半定制(Semi-Custom)设计[4]。半定制设计方法包括门阵列设计方法、门海设计方法、标准单元设计方法、积木块设计方法及可编程逻辑器件设计方法等。全定制设计方法是利用人机交互图形系统,由版图设计人员从每一个半导体器件的图形、尺寸开始设计,直至整个版图的布局和布线。全定制设计的特点是针对每一个元件进行电路参数和版图参数的优化,可以得到最佳的性能以及最小的芯片尺寸,有利于提高集成度和降低生产成本。随着设计自动化的不断进步,全定制设计所占比例逐年下降[5]。 3九天EDA系统简介 华大电子推广的应用的九天EDA系统是我国自主研发的大规模集成电路设计EDA工具,与国际上主流EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了作用,成功开发出了许多实用的集成电路芯片[6]。其主要包括下面几个部分[7]:ZeniSE( Schematic Editor)原理图编辑工具,它可以进行EDIF格式转换,支持第三方的Spice仿真嵌入; ) ZeniPDT ( Physical Design Tool)版图编辑工具;它能提供多层次、多视窗、多单元的版图编辑功能,同时能够支持百万门规模的版图编辑操作;ZeniVERI ( Physical Design Verification Tools)版图验证工具它可以进行几何设计规则检查(DRC) 、电学规则检查( ERC) 及逻辑图网表和版图网表比较(LVS)等。 版图设计用到的工具模块是ZeniPDT,它具备层次化编辑和在线设计规则检查能力,并提供标准数据写出接口。其设计流程如图1所示[8], 4设计实例 任何一个CMOS数字电路系统都是由一些基本的逻辑单元(非门、与非门、或非门等)组成,而基本单元版图的设计是基于晶体管级的电路图设计的。因而在版图设计中,主要涉及到如何设计掩膜版的形状、如何排列晶体管、接触孔的位置的安排以及信号引线的位置安排等。以下以一个用于数据采集的D触发器为例进行设计。 4.1 D触发器电路图及工作原理 D触发器电路图,如图2所示,此电路图是通过九天EDA系统工具的ZSE模块构建的,其基本工作原理是:首先设置CLB=1。当时钟信号CLK=0时,DATA信号通过导通的TG1进入主寄存器单元,从寄存器由于TG4的导通而形成闭合环路,锁存原来的信号,维持输出信号不变。当CLK从0跳变到1时,主寄存器单元由于TG2的导通而形成闭合回路,锁存住上半拍输入的DATA信号,这个信号同时又通过TG3经一个与非门和一个反相器到达Q端输出。当CLK再从1跳变到0时,D触发器又进入输入信号并锁存原来的输出状态。对于记忆单元有时必须进行设置,电路中的CLB信号就担当了触发器置0 的任务。当CLB=0时,两个与非门的输出被强制置到1,不论时钟处于0还是1,输出端Q均被置为0。 4.2 D触发器子单元版图设计 图2所示的D触发器由五个反相器、两个与非门、两个传输门和两个钟控反相器组成。选择适当的逻辑门单元版图,用这些单元模块构成D触发器。 对于全定制的集成电路版图设计,需要工作平台,包括设计硬件、设计使用的EDA软件以及版图设计的工艺文件和规则文件。此D触发器的设计硬件是一台SUN Ultra10工作站,设计软件是九天EDA系统,采用0.6um硅栅CMOS工艺。 CMOS反相器是数字电路中最基本单元,由一对互补的MOS管组成。上面为PMOS管(负载管),下面为NMOS管(驱动管)。由反相器电路的逻辑“非”功能可以扩展出“与非”、“或非”等基本逻辑电路,进而得到各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。 在电路图中,各器件端点之间所画的线表示连线,可以用两条线的简单交叉来表示。但对于具体的物理版图设计,必须关心不同连线层之间物理上的相互关系。在硅CMOS工艺中,不能把N型和 P型扩散区直接连接。因此,在物理结构上必须有一种实现简单的漏极之间的连接方法。例如,在物理版图中至少需要一条连线和两个接触孔。这条连线通常采用金属线。可得如图3(a)所示的反相器的局部的符号电路版图。同理,可以通过金属线和接触孔制作MOS管源端连接到电源VDD和地VSS的简单连线,如图3(b)所示。电源线和地线通常采用金属线,栅极连接可以用简单的多晶硅条制作。图3(c)给出了最后的符号电路版图。 通过九天版图设计工具绘制的反相器版图如图4所示。其他基本单元的版图可依此建立。 4.3 D触发器版图设计 先建立一个名为DFF的库,然后把建立的各个单元版图保存在DFF库中,同时在库中建立名为dff的新单元。调用各子单元,并进行相应D触发器的版图布局,接着就是单元间的连线。主要用到的层是金属1、金属2和多晶硅进行连接布线。接触孔是用来连接有源区和金属1,通孔用来连接金属1和金属2,多晶硅和多晶硅以及相同层金属之间可以直接连接。版图设计完成后,再利用版图验证工具ZeniVERI对该版图进行了版图验证。最后,经过验证后D触发器的版图如图5所示。 5结语 在分析CMOS 0.6um设计规则和工艺文件后,采用九天EDA系统,以D触发器为例进行了版图设计。实践表明,九天EDA系统工具具有很好的界面和处理能力。该版图已用于相关芯片的设计中,设计的D触发器完全符合设计要求。 版图设计论文:企业版图设计教学与实践 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 作者:李亮工作单位:苏州市职业大学电子信息工程学院 版图设计论文:基于Virtuoso平台的单片射频收发系统电路仿真与版图设计 引言 在当前通信市场的带动下,通信技术飞速向前发展,手持无线通信终端成为其中的热门应用之一。因此,单片集成的射频收发系统正受到越来越广泛的关注。典型的射频收发系统包括低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、滤波器、可变增益放大器,以及提供本振所需的频率综合器等单元模块,对于工作在射频环境的电路系统,如2.4G或5G的WLAN应用,系统中要包含射频前端的小信号噪声敏感电路、对基带低频大信号有高线性度要求的模块、发射端大电流的PA模块、锁相环频率综合器中的数字块,以及非线性特性的VCO等各具特点的电路。众多的电路单元及其丰富的特点必然要求在这种系统的设计过程中有一个功能丰富且强大的设计平台。在综合比较后,本文选定了cadenceVirtuoso全定制IC设计工具。 Virtuoso是Cadence公司推出的用于模拟,数字混合电路仿真和射频电路仿真的专业软件。基于此平台,Cadence公司还开发了面向射频设计的新技术,包括射频提取技术、针对无线芯片设计的两个新设计流程。不仅如此,目前的Virtuoso已经整合了来自合作伙伴安捷伦、Coware、Helic和Mathworks等公司的技术,射频设计能力大为增强。使用该项新技术,可以减少设计反复,并缩短产品上市时间。其AMS工具可以实现自顶向下、数/模混合的电路设计;Composer工具可以方便地进行电路设计的输入和管理;spectre/SpectreRF仿真器精度高,适合不同特点的电路设计;Layout工具包含了布局、交叉参考、布线、版图验证、参数提取等功能;此外,Virtuoso能进行可靠的后仿真和成品率控制。 基于Virtuoso的行为仿真和系统规划 射频收发系统的设计最终能否成功,以及模块指标分配是否合理可行,都有赖于具体电路设计之前对系统的行为建模和计算,即所谓的行为仿真。这也是自顶向下设计模式的关键一步。Cadence内置的Verilog-A和VHDL仿真器,以及混合输入模式的仿真方法提供了这种可能性。而且,Cadence软件免费提供了大量的行为模型供选择使用,对于射频系统设计,所要做的就是调用并设定各个模块预期的指标要求,通过仿真很快就能得到系统的行为特征。根据要求可以方便地修改各个模块的指标重新仿真,直到系统的行为满足要求为止。以接收机为例,接收系统。每个模块的指标设定非常具体,如输入输出阻抗、增益、隔离度、噪声系数NF、线性度IP3、直流偏移IP2等。仿真完成后,每个模块的指标分配任务也同时完成。 每个模块用具体电路实现后可以逐一取代相应的设计模块,进行系统仿真,可以看出每个模块是否满足系统的需要,进而评估每个实际模块对系统性能的影响。 基于Virtuoso Spectre/SpectreRF的电路模块仿真设计 基于上述的行为仿真结果和指标分配结果,可以划分系统模块设计任务,对每个单元块分别进行设计仿真。 LNA LNA是射频接收机最前端的一个有源部件,它决定了系统的噪声性能。对它的要求主要是具有尽量低的NF和足够的功率增益、好的输入匹配,其次是高线性度和隔离度。其电路如图3所示。利用Spectre的SP分析或SpectreRF的PSS+Pnoise分析都可以进行NF分析。还可以利用NFmin的结果来挑选晶体管的尺寸,以使最优源阻抗满足最小的噪声要求。 Mixer 混频器是收发机的核心,由于完成的是变频工作,其主要仿真方法需采用SpectreRF仿真器。混频器的益、NF等与输入输出有关,但输入和输出工作在不同的频段上,往往要在PSS分析的基础上进行其它分析才能得到正确结果,如PSP、Pnoise、PAC等。混频器的结构是典型双平衡吉尔伯特。 VGA 基带VGA由于频率低、增益大,因此对噪声要求不高,主要是对线性度、增益等指标有较高的要求,SpectreRF的PSS扫描可以方便地对模块的输入进行扫描并自动对扫描曲线作延长,直接标示出线性度PldB和IIP3的交点位置及数值大小,非常方便直观。这种方法与传统的two tone测试相比更加灵活高效。VGA在不同增益状态下的IIP3指标的仿真只需把控制写成变量,在ADE环境中进行扫描变量的值即可完成。所得的结果可以方便地进行比较分析。通过调整可以获得理想的VGA电路。甚至可以把ADE下的各种设置保存成ocean的脚本文件,利用脚本的自动运行,只要事先安排好各种仿真任务,Cadence就能自动完成各项仿真并保存数据结果。对数据进行比较分析后能获悉电路的性能,以此为指导逐步改进,便可获得一个满足系统需要的电路模块。 PLL模块 PLL各模块的仿真是一个比较有挑战性的任务,PLL本身是一个数字/模拟混合的模块,但是一般都用模拟的方式设计各个模块。PLL的仿真包含了上百项指标的测试工作,这些仿真要用到几乎所有Spectre和SpectreRF的仿真工具。以其中VCO和CP的仿真为例,VCO非线性的工作特点决定了它的噪声计算不能以小信号的方式进行,采用PSS+Pnoise的方式则可以准确地仿真VCO的相位噪声性能。通过扫描可以得到VCO的频率调谐增益Kvcvcd。 电荷泵输出电流特性是衡量CP性能的常用曲线,CP决定了PLL环路的增益和带内噪声性能。通过扫描也可以容易地得到CP在不同状态下电流源的恒流和匹配特性。 以上所述是射频接收机几个典型单元模块的电路设计仿真过程。系统各个单元块的仿真是可以同时展开的,完成的模块可以随时代人行为系统来验证设计结果。经过若干次反复修改与验证,最终可以得到符合要求的接收系统。 温度分析 要保证最终系统设计的可靠性和成品率,很关键的一步是在各个单元块的设计中进行温度、极端情况等分析。这些功能可以在CadenceVirtuoso中通过设置不同的仿真温度、通过仿真模型的Corner设置,以及直接使用其提供的MonteCarlo仿真工具来进行。 射频收发系统的整体电路仿真 各个模块电路分别设计验证完成以后,就可以把所有模块连成系统,并加上PAD、ESD等构成一个完整的芯片系统,对这个系统加上激励进行仿真测试,可以对整个系统电路进行仿真。如果仿真计算所用的硬件资 源足够大,可以直接对系统进行tran、SP、PSS,以及PSP、Pnoise、PAC等分析,获得整个芯片的性能。如果资源不足,则可以考虑对系统按功能进行分组、分块仿真。由于分出的块之间相对独立,因此整体系统的特性与分块仿真差别不大。 版图设计与后仿真 在各模块的设计指标满足自身及系统要求的基础上可以开始各个模块的版图设计,首先利用Layout-XL的元件调入功能可以直接由原理图调入版图元件,进行各个模块的粗略布局,主要是安排与其它模块的连接端口以及一些重要元件的预布局。然后从系统上将所有模块的预布局调入进行整体布局考虑。利用Virtuoso Layout工具所具有的层次化管理和操作的特性,可以对每个模块的安放及其与其它模块的衔接进行系统考虑。 系统布局以后,将边界条件分配给每个模块。在模块单独的布局过程中要遵守其边界约定。版图进行到一定阶段后,即可以调入到系统版图中来检查,随时作必要的调整以满足每个模块的具体情况。 具体版图绘制过程中可以充分利用Virtuoso版图工具的强大功能,比如充分发挥快捷键功能可以使版图设计流畅高效;利用Layout-XL的交叉参考可以随时发现错误的连线或因疏忽造成的短路;利用DRD的实时规则检查可以避免绝大多数违反设计规则的布图。 版图的规则检查可以采用Virtuoso的Diva工具,DRC、LVS、Exlract等工作都可以在其友好的界面下完成。对于射频电路版图元件数规模不大的特点,利用Diva完成绝大部分工作是很合适的。如果想进一步提高版图提取和后仿真的精确度,可以考虑采用Assure工具来进行。 结语 本文详细讨论了基于CadenceVirtuoso设计平台的单片射频收发集成电路的设计过程。讨论了利用Virtuoso工具完成的自顶向下、从系统到模块、从前端都后端的整个设计步骤,直到实现一个完整的射频芯片。可以看出,Virtuoso平台工具在IC设计的各个阶段所发挥的重要作用。 文中所述的单片射频芯片设计中所采用的Virtuoso工具只是Virtuoso家族中最常用的几个工具,依靠他们的强大功能足以完成复杂的射频系统设计,是性价比较高的一种解决方案。如果再结合Virtuoso的AMs、UltraSim、VoltageStorm、ElectronStorm等工具,将会使设计效率更高,设计更精确。 版图设计论文:数模混合集成电路版图设计的涨缩技术 摘 要:文章介绍了在数模混合版图设计中,如何把版图不同模块的涨缩需求,用一种完善的自动化程序技术方案来实现,并且可以批处理所有需要涨缩的版图数据。 关键词:数字;模拟;集成电路;版图设计;人工处理;程序化处理 随着集成电路技术的进步,晶体管尺寸越来越小。对于很多经过晶圆片验证的产品,需要通过版图等比例缩小,直接用于更小的工艺平台,不用重新设计版图,就可以流片,从而获得高集成度的效果,极大地提高了效率,节省了成本。而一个数模混合产品中包含数字部分和模拟部分,对于数字 IP,尤其是标准单元, 用于更小工艺平台的时候,可以直接采用版图等比例缩小的方式;而对于一些模拟IP来说,应用于更小工艺平台的时候,为了保持性能的最优化,需要保持原验证的同等条件;而对于工艺的临界尺寸(Critical Dimension, CD)来说,希望整个产品的接触孔的宽度是一致的。对于这样一个产品多种涨缩,部分还需要层次之间布尔操作的需求,本文提供一种完善的自动化流程方案来解决这种版图特殊涨缩的方法,可以程序化地批处理所有需要涨缩的版图数据。 1 客户项目涨缩需求概述 华润上华0.18 μm工艺线有3个差异不大的平台―0.18 μm, 0.162 μm ,0.153 μm。客户的产品很多已经在0.18 μm工艺平台验证过,为了增加单片晶圆片上的管芯的数量,提高利润空间,客户会直接把0.18 μm工艺平台验证过的产品等比例缩小到0.162 μm或者0.153 μm的两个工艺平台进行重新流片。而数字IP可以直接等比例缩小,但是模拟IP希望能直接用0.18 μm工艺平台设计方案,这两种IP类型共存于一个数模混合产品中,需要分别对这两种IP进行不同的操作,而且由于工艺要求需要,某些版图层次需要进行其他特殊的处理。 图1是数模混合的简化示意图,包含了数字IP和模拟IP。客户需求有两个要求:(1)模拟IP尺寸保持不变,数字IP尺寸缩小到原始的0.9倍;(2)整个产品的接触孔的宽度保持原始的0.22 μm。 2 人工涨缩技术操作方式 传统的操作技术中,大部分需要靠人工干涉和人工画图来实现,效率很低,下面简述一下传统人工操作技术方案: (1)在图1的版图EDA工具窗口菜单中,调用图2版图属性对话框,通过修改其参数选项Magnification等于0.9,把数字IP缩小到原始的0.9倍。 (2)这种修改的方式会导致版图层次之间出现0.001 μm的gap(空隙),如图3所示,金属层出现的gap图形;这种0.001 μm的gap会出现在很多不同分层结构的连接层次之间。 (3)人工修补版图,首先要把所有出现gap的图形一一填充好,然后把模拟IP和数字IP之间的连接金属线的位置分别调整好。 (4)因为原始接触孔宽度等于0.22 μm,如图4所示,而缩小到0.9倍以后数字 IP部分的接触孔宽度等于0.198 μm;为了保持全芯片的接触孔宽度一致,必须人工的把数字 IP内部的接触孔宽度修改为0.22 μm。 每一个数模产品都是非常巨大的,包含的contact的数量是数以万计的,模拟IP和数字IP连线也都是非常复杂的,而且要从底层单元开始修改,单靠这种传统的人工修改,工作量是超负荷的,从而使客户产品直接shrink的效率就大大降低,影响到客户产品的上市时间。 3 程序化处理涨缩技术 3.1 程序化涨缩技术原理 针对传统方案的缺点,结合我们客户需求,同时更多的是依赖个人技术经验,发明了一种自动化批处理,人工干预少的技术方案,从而大大提高了客户产品涨缩的效率。核心技术方案是采用EDA工具calibre drc语言,编写涨缩程序,再运行程序,从而达到客户需求。图5是客户数模产品的涨缩批处理流程。 基本原理:整个程序分为涨大(enlarge)和整体缩小(shrink )两个过程。IP涨大以后,会把相关的接触孔的宽度恢复到0.22 μm,然后把涨大后的IP重新整合在原始的版图中,最后把整合好的数据进行整体shrink,从而达到版图等比例缩小的目的。 3.2 批处理程序的结构 根据图5的客户需求原理,我们用calibre语言需要编写了两个程序,一个是enlarge程序,一个是shrink程序,两者程序架构大体相同。程序架构包含以下几个方面。 (1)Specification Statement(规范说明):定义版图数据基本信息和需要的功能选项。 (2)Input Layers Statement(输入层次说明):把版图数据的所有输入层次信息定义出来。 (3)Layer Operations(版图层次运算):根据项目要求,进行所有层次之间的布尔运算。 (4)Output New Layer(输出新的版图层次):把最终完成各种处理的版图数据输出。 通过上面3个语句,就可以把版图Metal1层次的gap修补,以此类推,所有需要修改gap的版图层次都可以按照此语法命令结构来完成。 整体shrink的程序和enlarge的程序结构相同,在shrink程序中可以把客户所有层次之间的布尔运算需求,通过命令语句执行,从而完成客户数据光罩层次的输出。其中的shrink选项,只需要在程序的规范说明里面来定义即可,命令行如下:DRC MAGNIFY RESULTS 0.9,即可完成shrink 90%的功能任务,如果定义DRC MAGNIFY RESULTS 0.85,即可完成shrink 85%的功能需求。 3.4 q缩程序的执行 编写完程序以后,把版图数据等比例缩小的任务就可以按照步骤执行,首先运行enlarge(涨大)程序,然后运行shrink(缩小)程序。步骤如下: (1)在enlarge程序里面定义要涨大的版图数据的gds;运行enlarge程序:caliberCdrc Chier enlarge程序。 (2)把前两步运行出来的版图数据,放入原始的版图gds中,修补接口连线;在shrink程序里面把第(3)输出的版图数据定义进入;运行shrink程序:calibre Cdrc Chier shrink程序。 (3)通过这几个步骤,我们就可以把版图等比例缩小,同时还维持了模拟IP的原始状态。 (4)程序运行出来的版图,我们就可以直接拿到工艺厂流片。 4 结语 本文详细讲述了如何利用常用的EDA calibre工具语言,批处理集成电路版图等比例缩小的方法。现在集成电路行业发展迅速,工艺水平不断提高,而器件特征尺寸也随着摩尔定律不断缩小,如果一些数模混合产品经过缩小,可以在新的工艺平台流片,有些经过验证的IP希望在原始的工艺尺寸下复用,这些客户需求,都可以通过本文所阐述的技术原理,高效率地实现,极大地节省了设计成本。涨缩程序可以推广于任何后端版图设计中,简单编写一个小的程序,就可以代替人工繁重的全定制版图设计,从而大大提高设计效率。 版图设计论文:“集成电路版图设计”教学探索与实践 摘要:集成电路版图设计起着承接电路设计和芯片实现的重要作用,是集成电路设计流程中必不可少的环节,同时也是应用型集成电路人才的培养方向。对集成电路版图设计理论教学和实验教学过程的实施进行了探索和实践。以CMOS与非门为例,介绍了基于主流EDA工具的完整集成电路版图设计流程的教学实例。 关键词:集成电路设计;版图;EDA 集成电路是当今信息技术产业高速发展的基础和源动力,已经高度渗透与融合到国民经济和社会发展的每个领域,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一[1],美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。我国拥有全球最大、增长最快的集成电路市场,2013年规模达9166亿元,占全球市场份额的50%左右。近年来,国家大力发展集成电路,在上海浦东等地建立了集成电路产业基地,对于集成电路设计、制造、封装、测试等方面的专门技术人才需求巨大。为了适应产业需求,推进我国集成电路发展,许多高校开设了电子科学与技术专业,以培养集成电路方向的专业人才。集成电路版图设计是电路设计与集成电路工艺之间必不可少的环节。据相关统计,在从事集成电路设计工作的电子科学与技术专业的应届毕业生中,由于具有更多的电路知识储备,研究生的从业比例比本科生高出很多。而以集成电路版图为代表包括集成电路测试以及工艺等与集成电路设计相关的工作,相对而言对电路设计知识的要求低很多。因而集成电路版图设计岗位对本科生而言更具竞争力。在版图设计岗位工作若干年知识和经验的积累也将有利于从事集成电路设计工作。因此,版图设计工程师的培养也成为了上海电力学院电子科学与技术专业本科人才培养的重要方向和办学特色。本文根据上海电力学院电子科学与技术专业建设的目标,结合本校人才培养和专业建设目标,就集成电路版图设计理论和实验教学环节进行了探索和实践。 一、优化理论教学方法,丰富教学手段,突出课程特点 集成电路版图作为一门电子科学与技术专业重要的专业课程,教学内容与电子技术(模拟电路和数字电路)、半导体器件、集成电路设计基础等先修课程中的电路理论、器件基础和工艺原理等理论知识紧密联系,同时版图设计具有很强的实践特点。因此,必须从本专业学生的实际特点和整个专业课程布局出发,注重课程与其他课程承前启后,有机融合,摸索出一套实用有效的教学方法。在理论授课过程中从集成电路的设计流程入手,在CMOS集成电路和双极集成电路基本工艺进行概述的基础上,从版图基本单元到电路再到芯片循序渐进地讲授集成电路版图结构、设计原理和方法,做到与上游知识点的融会贯通。 集成电路的规模已发展到片上系统(SOC)阶段,教科书的更新速度远远落后于集成电路技术的发展速度。集成电路工艺线宽达到了纳米量级,对于集成电路版图设计在当前工艺条件下出现的新问题和新规则,通过查阅最新的文献资料,向学生介绍版图设计前沿技术与发展趋势,开拓学生视野,提升学习热情。在课堂教学中尽量减少冗长的公式和繁复的理论推导,将理论讲解和工程实践相结合,通过工程案例使学生了解版图设计是科学、技术和经验的有机结合。比如,在有关天线效应的教学过程中针对一款采用中芯国际(SMIC)0.18um 1p6m工艺的雷达信号处理SOC 芯片,结合跳线法和反偏二极管的天线效应消除方法,详细阐述版图设计中完全修正天线规则违例的关键步骤,极大地激发了学生的学习兴趣,收到了较好的教学效果。 集成电路版图起着承接电路设计和芯片实现的重要作用。通过版图设计,可以将立体的电路转化为二维的平面几何图形,再通过工艺加工转化为基于半导体硅材料的立体结构[2]。集成电路版图设计是集成电路流程中的重要环节,与集成电路工艺密切相关。为了让学生获得直观、准确和清楚的认识,制作了形象生动、图文并茂的多媒体教学课件,将集成电路典型的设计流程、双极和CMOS集成电路工艺流程、芯片内部结构、版图的层次等内容以图片、Flash动画、视频等形式进行展示。 版图包含了集成电路尺寸、各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据[3]。掩膜上的图形决定着芯片上器件或连接物理层的尺寸。因此版图上的几何图形尺寸与芯片上物理层的尺寸直接相关。而集成电路制造厂家根据版图数据来制造掩膜,对于同种工艺各个foundry厂商所提供的版图设计规则各不相同[4]。教学实践中注意将先进的典型芯片版图设计实例引入课堂,例如举出台湾积体电路制造公司(TSMC)的45nm CMOS工艺的数模转换器的芯片版图实例,让学生从当今业界实际制造芯片的角度学习和掌握版图设计的规则,同时切实感受到模拟版图和数字版图设计的艺术。 二、利用业界主流EDA工具,构建基于完整版图设计流程的实验体系 集成电路版图设计实验采用了Cadence公司的EDA工具进行版图设计。Cadence的EDA产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、集成电路(IC)综合及布局布线、物理验证、PCB设计和硬件仿真建模模拟、混合信号及射频IC设计、全定制IC设计等。全球知名半导体与电子系统公司如AMD、NEC、三星、飞利浦均将Cadence软件作为其全球设计的标准。将业界主流的EDA设计软件引入实验教学环节,有利于学生毕业后很快适应岗位,尽快进入角色。 专业实验室配备了多台高性能Sun服务器、工作站以及60台供学生实验用的PC机。服务器中安装的Cadence 工具主要包括:Verilog HDL的仿真工具Verilog-X、电路图设计工具Composer、电路模拟工具Analog Artist、版图设计工具Virtuoso Layout Editing、版图验证工具Dracula 和Diva、自动布局布线工具Preview和Silicon Ensemble。 Cadence软件是按照库(Library)、单元(Cell)、和视图(View)的层次实现对文件的管理。库、单元和视图三者之间的关系为库文件是一组单元的集合,包含着各个单元的不同视图。库文件包括技术库和设计库两种,设计库是针对用户设立,不同的用户可以有不同的设计库。而技术库是针对工艺设立,不同特征尺寸的工艺、不同的芯片制造商的技术库不同。为了让学生在掌握主流EDA工具使用的同时对版图设计流程有准确、深入的理解,安排针对无锡上华公司0.6um两层多晶硅两层金属(Double Poly Double Metal)混合信号CMOS工艺的一系列实验让学生掌握包括从电路图的建立、版图建立与编辑、电学规则检查(ERC),设计规则检查(DRC)、到电路图-版图一致性检查(LVS)的完整的版图设计流程[5]。通过完整的基于设计流程的版图实验使学生能较好地掌握电路设计工具Composer、版图设计工具Virtuoso Layout Editor以及版图验证工具Dracula和Diva的使用,同时对版图设计的关键步骤形成清晰的认识。 以下以CMOS与非门为例,介绍基于一个完整的数字版图设计流程的教学实例。 在CMOS与非门的版图设计中,首先要求学生建立设计库和技术库,在技术库中加载CSMC 0.6um的工艺的技术文件,将设计库与技术库进行关联。然后在设计库中用Composer中建立相应的电路原理图(schematic),进行ERC检查。再根据电路原理图用Virtuoso Layout Editor工具绘制对应的版图(layout)。版图绘制步骤依次为MOS晶体管的有源区、多晶硅栅极、MOS管源区和漏区的接触孔、P+注入、N阱、N阱接触、N+注入、衬底接触、金属连线、电源线、地线、输入及输出。基本的版图绘制完成之后,将输入、输出端口以及电源线和地线的名称标注于版图的适当位置处,再在Dracula工具中利用几何设计规则文件进行DRC验证。然后利用GDS版图数据与电路图网表进行版图与原理图一致性检查(LVS),修改其中的错误并按最小面积优化版图,最后版图全部通过检查,设计完成。图1和图2分别给出了CMOS与非门的原理图和版图。 三、结束语 集成电路版图设计教学是电子科学与技术专业和相关电类专业培养应用型集成电路人才的重要环节,使学生巩固了集成电路电路原理、工艺和器件等理论知识,掌握了集成电路版图设计流程、方法和主流的EDA版图工具的使用,提高了学生的工程实践能力,同时培养了学生分析问题、解决问题的能力。随着集成电路飞速发展到纳米工艺,版图相关的新技术和设计规则不断涌现。因此,在今后的教学改革工作中,与时俱进,围绕先进的实际设计案例将课堂教学和设计应用紧密结合,构建集成电路版图设计的教学和实践体系,具有重要的意义。 版图设计论文:汽车电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证 摘 要 本文介绍了一款应用于汽车工程领域的电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证。采用标准双极工艺,全定制的设计对输入模块进行布局布线,并完成了后端验证。本芯片功耗低、成本低,性能稳定。 【关键词】电打火控制芯片 版图设计 1 引言 汽车电打火控制芯片是为使用霍尔效应管的无触点点火系统所设计的一款电打火控制芯片。芯片通过驱动外接的NPN达林顿管来控制点火线圈,使其获得足够的点火能量,只伴随很少的能量损失。本次设计的汽车电打火芯片共包含10个模块:基准电压模块、霍尔效应管输入模块、过压保护模块、占空比控制模块、限流保护电流模块、控制转换模块、缓慢恢复模块、不饱和感应模块、衡通保护模块、驱动电路模块和RPM模块。本文主要讨论了在系统设计和电路设计完成后,对输入模块:基准电压模块和霍尔效应管输入模块电路进行详细分析,并进行仿真,然后完成后端设计以及相关的验证工作。 本文电路中所采用的器件全部是双极型器件,采用5微米标准双极工艺进行版图设计。由于芯片整体电路图比较大,所以将电路图分成若干个模块分别设计,设计前先要将每个模块中的器件的大致位置规划好,在后面的整体版图整理中,再根据工艺线给出的封装结构调整各模块中器件和焊盘的位置。 2 电路分析、仿真结果以及版图设计 2.1 基准电压模块 电路如图1所示,当V3开始给整个电路供电时,随着V3的升高,Q58先导通,从而使Q60导通,Q57、Q58构成达林顿管。Q60的导通,使得镜像电流源Q59-1和Q59-2导通,开始为Q56,Q53,R33组成的能隙基准源供电,并最终在Q38的基极上产生1.25V的基准电压。基准电压产生后,Q61的B极电位为1.9V左右,高于Q60的B极电位(1.4V),所以,Q60截止。R31,Q57,Q58,Q60组成了基准电压部分的启动电路。 基准电压模块中的关键器件: (1)Q53和Q56的面积比要严格匹配,R33的大小影响基准电压值。 (2)R27、R28匹配。 基准电压模块的版图设计:根据隔离区划分标准,集电极电位相同晶体管可以放在同一个隔离区内,将基准电压模块电路图划分成10个隔离区。然后在各个隔离区内设计器件。 2.1.1 晶体管的设计 设计芯片一般情况下先调整晶体管的尺寸。虽然将晶体管的尺寸调到最小,会增大串联器件的电阻和增大时间常数,但是可以减小芯片面积,权衡利弊,缩小器件尺寸所Ю吹暮么σ远远大于它所带来的坏处。设计晶体管版图,首先要设计出一个最小尺寸的晶体管,这个最小尺寸的晶体管是根据本工艺线的工艺水平定出来的,本设计中最小尺寸晶体管的发射极面积是14×14μm2,然后在这个基础上考虑图形最小间距,逐步套合成一个最小尺寸的晶体管,也就是单位管。 根据对电路的分析、仿真,计算出电路图中所有晶体管发射区的尺寸,以单位管为标准,将计算出的发射区面积都表示为单位管的N倍。然后根据单位管的尺寸和本条工艺线所给出的最小设计规则,设计出各个晶体管的版图。 2.1.2 电阻的设计 根据不同类型的电阻具有不同的方块电阻,将大阻值的电阻设计为注入电阻,小阻值的电阻设计为扩散电阻,更大阻值的电阻设计为夹层电阻。 根据电阻公式: 可以根据工艺线的端头修正因子和版图中的布局情况电阻的形状和拐角个数。模块中共有15个电阻,经过计算分析,其中有一个是基区扩散电阻,其余的是注入电阻,方块电阻数全部标注在电路图中。 2.1.3 电容的设计 模块中只有一个电容,电容值为2pF,根据式(2)可以算出电容面积为: 算出电容的面积后,将这个电容做成梳状电容,使P区和N区的重迭面积为5000 就可以满足电容值为2pF的要求。 将电路图中的每个器件设计好之后,对比电路图,符合低风险合并规则的器件可以合并以减少面积。然后再参考电路图进行布线。基准电压模块版图设计如图2所示。 2.2 霍尔效应管输入模块 电路如图3所示,Q108的基极为其输出信号。霍尔效应管产生的信号从PIN5进入(V1),直接传给Q113的B极,Q113的B极与Q119的B极电位进行比较。当霍尔效应管产生的信号为高时,Q113极的B极电位为高,高于Q119的B极电位,所以,Q119导通,Q113截止。Q119的导通,使得Q111的B极电位为高,导通,从而将Q120-2的电流全部拉走,使得没有电流从Q108、Q112和R75中流过,此时模块的输出(Q108的基极)为低,约为0V。反之,上述各管子工作状态相反,模块输出为高,约为0.7V。Q114、Q115和D4组成了一个过压保护,使从霍尔效应管输入的信号不会过高,将其上限限定为(Vcc+2.1)V。霍尔效应管输入电路模块版图设计如图4所示。 3 版图验证 完成版图设计的电路性能由于诸多物理因素的介入,与逻辑设计、电路设计的结果相比,会有一定的变化,因此必须对版图进行验证,主要包括几何设计规则检查(DRC),电学规则检查(ERC),网表一致性检查(LVS),电路功能和性能验证(后仿真)等部分。这些检查工作能为电路的版图设计的正确性提供依据。本设计对绘制完的版图进行了DRC和LVS验证。 4 结论 这款电打火控制芯片的设计成功,填补了国内类似芯片的设计空白,更重要的是这款芯片的所有元器件几乎都采用最小设计尺寸,使芯片面积、功耗最小,从而提高了芯片的利用率,节省了设计成本。 版图设计论文:JFET输入双运算放大器集成电路芯片的版图设计 摘要:介绍了基于4μm双极对通隔离兼容JFET工艺的双运算放大器集成电路芯片的版图设计。版图设计的主出发点是高精度、高速和高可靠性三方面。版图中各模块采用对称设计,关键元件的匹配采用了共质心对称设计。芯片测试结果表明,JFET输入双运算放大器的输入偏置电流和失调电流均达到了200pA以下,电路的转换速率达到了10V/μs,增益带宽积4.5MHz,很好的实现了预定电路功能。芯片成品率达90%。 关键词:JFET;运算放大器;版图设计;可靠性 0 引言 该JFET输入运算放大器主要用在高速积分器、快速D/A转换器、采样-保持等电路中,其关键技术指标是高精度、高速和高可靠。作为集成电路设计流程中最重要的一个环节,芯片版图的设计将是提高电路精度、成品率和可靠性的关键因素。 1 芯片功能及原理图 本文设计的JFET输入双运算放大器输入偏置电流最大200pA,失调电流最大50pA,失调电压最大2mV,共模抑制比最小85dB,电源抑制比最小85dB,电压增益最小90dB,转换速率最小10V/μs,增益带宽积最小4.5MHz。电路由失调调零电路、输入ESD保护电路、偏置电路、差分输入电路、电压放大电路、输出扩流电路、保护电路组成。电路原理图如图1所示。 2 芯片版图设计 2.1 芯片版图的平面设计 本文设计的JFET输入双运算放大器最大的热源就是输出扩流电路,为了保证电路精度,降低温度对输入部分的影响,应该将差分输入电路远离输出扩流电路;保护电路需要测量输出管的电流和结温(主要是电流),因此需把它放在贴近输出扩流电路的位置;电路失调调零电路考虑到电路中测应放在芯片边缘;偏置电路采用正温度系数的扩散电阻和负温度系数的齐纳二极管串联,基本消除了温度的影响,可以放在输出扩流电路边上,同时降低了温度对差分输入电路的影响。 考虑到电路的高可靠性能,在电路的输入、输出、电源端均加上ESD保护电路,提高电路抗静电等级。 综上所述,结合具体布线情况,得出了芯片版图的整体布局,如图2所示。 2.2 主要模块及元器件版图设计 本设计采用4μm双极对通隔离兼容JFET工艺,单层金属布线,共15次光刻版,全部采用负胶接触光刻。最小特征尺寸为4μm,外延层厚度12μm,电阻率3Ω・cm,基区结深2.5~3.0μm。 2.2.1 标准元器件版图设计 本设计中用到的标准元件主要有P沟道JFET、外延型JFET,小功率npn晶体管、横向pnp管、电阻、电容。P沟道JFET沟道长度设计为10μm。外延型JFET沟道宽度设计为32μm。小功率npn晶体管发射区下限尺寸主要受光刻精度的限制,小于4mA的npn晶体管发射区为φ22μm圆形,发射极电流按0.1mA/μm计算【1】;4~25mA的npn晶体管发射区设计为200μm×18μm的矩形。纵向pnp晶体管发射区设计为350μm×30μm的矩形,同时在发射区做重掺杂,提高纵向pnp管的大电流增益。横向pnp管基区宽度设计为14μm。 另外,设计时还采用了发射极铝层大面积覆盖(过EB结势垒区),以减少表面复合,提高npn管和横向pnp管的小电流放大倍数【1】。 本设计中采用的电阻主要有基区电阻和高硼注入电阻。对于精度要求高、匹配性好的电阻采用基区电阻,如差分输入端要求精确匹配的电阻。为了保证电阻的精度和好的匹配性,设计时尽量避免弯头的出现。其余要求不高且阻值较大的电阻采用高B注入电阻,为了形成可靠的欧姆接触,在接触孔下的扩散区做了重掺杂。 电容器的设计采用MIS电容器,考虑电路对转换速率的要求,电容面积按2pF/10000μm2计算。 2.2.2 差分输入电路的版图设计 差分输入电路的精度是影响JFET输入运算放大器的最主要因素。因此,在版图设计时除了合适的布局外,还要充分考虑到该部分电路所用元器件的匹配性,设计时主要采用以下匹配原则:(1)JFET采用统一的几何形状,放置在最相邻的位置,采用共质心拓扑结构交叉耦合的版图设计【2】;(2)JFET所属隔离岛外围实行N+重掺杂,保证隔离岛等电位,减小JFET表面漏电;(3)npn晶体管发射区采用φ22μm圆形结构,放置在JFET边上,采用交叉耦合的版图设计,减小输入级有源负载失配对失调的影响;(4)匹配好的JFET远离芯片热源,放置在芯片的对称轴上;(5)所用电阻均为基区电阻,条宽为20μm。采用上述原则设计出如下结构: 经布局规划,模块实现和版图优化,得到芯片的整体版图(图4),芯片版图尺寸为:3380μm×1860μm。 3 流片结果及分析 芯片版图经总体布局、布线设计完成后,对版图进行了DRC和LVS检查,并在流片厂双极对通隔离兼容JFET工艺线成功流片,芯片图形如图5所示。 表1是该运算放大器样品的上机测试参数与国外同型号产品对比结果。从表1可以看出,该运算放大器达到了国外同型号产品的参数要求(实测时TI公司同类产品IB为100pA左右,Linear Technology公司同类产品IB为150pA左右),可以替代进口的同型产品。 4 结语 为了实现高精度、高速、高可靠运算放大器,本文设计出了一种输入级完全对称的版图结构。芯片版图经总体布局、布线设计完成,并在流片厂成功流片。结果表明,该芯片的性能指标优于国内同型产品,版图设计很好地实现了电路功能,初测芯片的成品率达90%。 版图设计论文:面向企业的IC版图设计教学探讨 摘要:本文在分析国内集成电路(IC)设计企业对版图设计要求的基础上,调查了已从事版图设计的一些学生在校期间所学的版图知识与企业要求的差异,针对版图教学存在的一些教学与企业对版图设计具体要求的不同,深入探讨IC版图教学内容和实现方法,规划版图教学与实践的紧密结合。强调版图教学与目前主流工艺、常用电路以及设计软件同步并重。 关键词:版图设计;集成电路;教学与实践 目前,集成电路设计公司在招聘新版图设计员工时,都希望找到已经具备一定工作经验的,并且熟悉本行业规范的设计师。但是,IC设计这个行业圈并不大,招聘人才难觅,不得不从其他同行业挖人才或通过猎头公司。企业不得不付出很高的薪资,设计师才会考虑跳槽,于是一些企业将招聘新员工目标转向了应届毕业生或在校生,以提供较低薪酬聘用员工或实习方式来培养适合本公司的版图师。一些具备版图设计知识的即将毕业学生就进入了IC设计行业。但是,企业通常在招聘时或是毕业生进入企业一段时间后发现,即使是懂点版图知识的新员工,电路和工艺的知识差强人意,再就是行业术语与设计软件使用不够熟练、甚至不懂。这就要求我们在版图教学时渗入电路与工艺等知识,使学生明确其中紧密关联关系,树立电路、工艺以及设计软件为版图设计服务的理念。 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。 2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。 3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。 2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。 3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。 集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 版图设计论文:做好凹版图文设计 提高印品质量 在凹版印前制作中,需要对客户设计好的图文进行适当地修改,使其尽可能满足凹印的要求。其中,线条、文字和色彩等都是重要的考查对象,只有设计和控制合理,才能达到理想的印刷效果。下面,笔者将谈一谈我公司凹版图文设计的要点,供同行参考。 文字和线条设计 文字和线条的设计一般应注意以下3个方面。 (1)由于较细小的文字和线条在印刷时不宜采用多色套印,所以,不能在套色图案上设计更加细小的反白字,且不宜在套色图案上留白后,再套印其他细小的文字,否则会增加套印难度。 (2)文字字号不应小于5号字,字高不得小于2mm;线条线宽不得小于0.1mm,但如果采用金属油墨印刷,考虑到金属油墨颗粒太大,在印刷时较难呈现理想的效果,所以其线条线宽就要大于0.1mm;细小的线条、文字等在设计时需要加上宽度为0.02mm的实边,加上实边后这些文字和线条本身的宽度应保持不变。 (3)文字与底图之间的压边在印刷时往往容易出现变色问题,如果客户不能接受这种问题,在图文设计时就要在文字边缘加白边,且白边宽度不得小于0.3mm。 色彩控制 (1)对人像等套印精度要求较严的图像,在图文设计时黄品青各色之间尽量不要加入其他色彩。 (2)印品上条形码的色彩多以黑色、深蓝色为主,不宜采用金属油墨或浅色油墨印刷。另外,条形码的大小应符合国家要求,为保证条形码印刷的完整性及清晰度,条形码的线条方向应尽量与版辊圆周方向一致。 (3)在油墨色彩能够达到客户要求的前提下,设计图文时尽量不使用叠色,例如,如果直接采用黑色挂网能够满足色彩要求的话,就不要选择由黄品青叠加而得到的黑色;过渡网能通过改变加网线数来达到色彩渐变效果的话,就不需要采用多色叠加去完成。 其他方面 加网时必须充分考虑80%和5%这两个色彩跳跃区,渐变挂网时最小网点极限应在10%以上,可印刷的最小网点面积率为15%~25%,尽量不要做大面积挂浅网,以免大批量印刷时造成网点丢失。另外,透明油墨和金属油墨必须要采用专色版,大面积实地底色最好要与网目调图案分开制版,且尽量采用专色版。