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隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步,人們對(duì)于機(jī)械制造的要求也是越來(lái)越高,伴隨著智能化技術(shù)的出現(xiàn),對(duì)于機(jī)械制造的智能化需求也是日益強(qiáng)烈,制造業(yè)當(dāng)中勞動(dòng)力成本的上升給企業(yè)發(fā)展帶來(lái)了較大負(fù)擔(dān),為了有效度過(guò)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)期,有必要開發(fā)智能化的機(jī)械制造模式,以便有效順應(yīng)時(shí)展,推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)步。
一、機(jī)械制造技術(shù)概述
智能化在機(jī)械制造當(dāng)中的應(yīng)用,對(duì)于當(dāng)前我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的作用,具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)上:一是推動(dòng)轉(zhuǎn)型升級(jí),提高制造業(yè)水平。因此,我們要加大推動(dòng)機(jī)械制造的智能化發(fā)展,不斷創(chuàng)新,才能為我國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供強(qiáng)勁的推動(dòng)力,從整體上提高我國(guó)的制造業(yè)水平,提高我國(guó)產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力;二是提升生產(chǎn)效率,降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。智能化在機(jī)械制造當(dāng)中的應(yīng)用能夠有效節(jié)省人力資本的投入,減少工廠中工人的數(shù)量,同時(shí)利用自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備來(lái)提升生產(chǎn)效率,在降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本的情況下保證了產(chǎn)品制造生產(chǎn)的效率和質(zhì)量;三是改造生產(chǎn)流程,提高制造精度。依靠智能化設(shè)備和軟件,用機(jī)械來(lái)代替人力手工能夠使生產(chǎn)更加規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化,提升產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。
二、機(jī)械制造中智能化發(fā)展趨勢(shì)
在未來(lái)智能化發(fā)展當(dāng)中,智能化技術(shù)的發(fā)展主要有以下幾個(gè)趨勢(shì):
(一)、人機(jī)互動(dòng)更加完善
人機(jī)互動(dòng)是智能化操作中的重點(diǎn),隨著機(jī)械智能化的不斷發(fā)展,機(jī)械設(shè)備控制和機(jī)械操作也更加趨向人性化,智能化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備當(dāng)中的應(yīng)用通過(guò)計(jì)算機(jī)這個(gè)中介著為人機(jī)友好交互提供了橋梁,計(jì)算機(jī)終端呈現(xiàn)出來(lái)的可視化數(shù)據(jù)以及自動(dòng)化操作都為機(jī)械設(shè)備操作人員提供了充足的信息數(shù)據(jù),使得人機(jī)信息交流更加快捷通暢。同時(shí)CAD等設(shè)計(jì)軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用取代了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)人員手繪的設(shè)計(jì)方式,既能夠縮短了軟件設(shè)計(jì)的時(shí)間,而且還能夠在一定程度上提高機(jī)械設(shè)計(jì)的精度。多媒體技術(shù)本身自帶的圖像和聲像處理功能使操作人員能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的圖形化終端界面對(duì)機(jī)械設(shè)備各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行直接操作,并對(duì)整個(gè)機(jī)械制造的過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控錄像,及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障,也為企業(yè)在之后的生產(chǎn)管理方面的競(jìng)爭(zhēng)力增加了籌碼。
(二)、結(jié)構(gòu)向著集成化方向發(fā)展
未來(lái)智能化的機(jī)械設(shè)備在占地體積上將越來(lái)越小,但功能卻會(huì)更加強(qiáng)大,智能機(jī)械設(shè)備能夠完成的制造工作也將越來(lái)越多,這都是與集成化的結(jié)構(gòu)是分不開的。機(jī)械制造中模塊化的應(yīng)用為未來(lái)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展指出了道路,而柔性化和微型化的應(yīng)用則使得機(jī)械制造行業(yè)的產(chǎn)品更加貼合當(dāng)前的市場(chǎng)需求,集成化的數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)械制造當(dāng)中發(fā)揮出來(lái)的作用和功能越來(lái)越強(qiáng)大,其賦予產(chǎn)品的功能也將得到充分釋放,從而有效增加機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的靈活性,使機(jī)械制造能夠適應(yīng)不同的市場(chǎng)需求。
(三)、制造性能更加高效,制造過(guò)程更加智能。
現(xiàn)代機(jī)械制造智能化的發(fā)展離不開精密加工,微型機(jī)械等技術(shù)的發(fā)展。為了提高機(jī)械制造的精度和質(zhì)量,機(jī)械制造的設(shè)備上往往安裝有很多的傳感器和單片機(jī)控制器,從而極大地發(fā)掘機(jī)械制造設(shè)備的性能。尤其是納米技術(shù)獲得了飛速發(fā)展,在機(jī)械制造、材料生產(chǎn)和電子制造當(dāng)中都得到了廣泛應(yīng)用,極大推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械制造的智能化發(fā)展。納米技術(shù)以其體積的優(yōu)勢(shì)與精密加工之間的結(jié)合更加緊密,將成為未來(lái)機(jī)械制造技術(shù)當(dāng)中的重點(diǎn),不斷推動(dòng)機(jī)械制造的智能化發(fā)展水平,同時(shí)納米精密加工在機(jī)械制造當(dāng)中的應(yīng)用也使得機(jī)械制造的生產(chǎn)效率大大提升。集成化芯片以及大規(guī)??删幊碳呻娐返陌l(fā)展為機(jī)械制造智能化提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾,產(chǎn)品可靠性也將得到提高。
結(jié)語(yǔ):
當(dāng)前機(jī)械制造的發(fā)展正在向著全面化和綠色環(huán)保的方向發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速進(jìn)步,給機(jī)械設(shè)備的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化推廣帶來(lái)了更多可能性,各個(gè)設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)連接和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,使得機(jī)械制造智能化生產(chǎn)成為可能,在未來(lái)可以預(yù)見(jiàn)機(jī)械制造智能化的發(fā)展模式將更加完善和規(guī)范,從而不斷推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)步發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù);數(shù)字化;智能化;發(fā)展探究
眾所周知,機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械制造的過(guò)程中發(fā)揮的作用非常的關(guān)鍵,只有做好設(shè)計(jì)工作,生產(chǎn)出的產(chǎn)品才可以擁有優(yōu)秀的質(zhì)量。每一不同時(shí)期的機(jī)械產(chǎn)品都會(huì)隨著時(shí)代的改變發(fā)生改變,而設(shè)計(jì)人員做出的設(shè)計(jì)工作在很大程度上都會(huì)對(duì)成品本身產(chǎn)生較大的影響。在21世紀(jì),數(shù)字化與智能化技術(shù)開始普及,工作人員在日常工作過(guò)程中應(yīng)該多多利用這項(xiàng)技術(shù),使這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到最好的應(yīng)用效果。
1目前機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展形勢(shì)
1.1數(shù)字智能化已成為流行趨勢(shì)
在21世紀(jì),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛流行在某種程度上也使社會(huì)得以更快更好的發(fā)展。近年來(lái),數(shù)字化也可以毫無(wú)壓力的使機(jī)械設(shè)計(jì)工作可以更順利的展開,工作人員可以在開始設(shè)計(jì)工作之前,就模擬出一建筑模型,然后參照模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。毫無(wú)疑問(wèn)在工作過(guò)程中工作人員也可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行充足的模擬事前準(zhǔn)備,這種事前準(zhǔn)備也可以提升設(shè)計(jì)成品的整體質(zhì)量。
1.2在建筑模型中數(shù)字化模擬發(fā)揮的作用
由于當(dāng)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,數(shù)字化技術(shù)正在各行各業(yè)發(fā)揮著重要的作用,該技術(shù)在一定程度上也推進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。而機(jī)械設(shè)計(jì)制造也能夠利用數(shù)字化技術(shù)得以進(jìn)一步的發(fā)展,在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作時(shí)數(shù)字化技術(shù)可以為其帶去非常多的便利,比如,在開始進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作之前,與設(shè)計(jì)有關(guān)的工作人員就可以目標(biāo)為依據(jù)建立模型,然后再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)工作,這也能夠使機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際工作順利展開。
1.3機(jī)械設(shè)計(jì)工作的并行化開始發(fā)揮作用
因?yàn)橹袊?guó)現(xiàn)如今的工業(yè)化水平在逐漸的提升,與此同時(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外觀以及使用功能也隨之發(fā)生了巨大的改變,這樣一來(lái)也就對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的整體質(zhì)量提出了更嚴(yán)格的要求,因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造工作所需要完成的步驟非常繁瑣,而且需要的工作人員也比較多,但是很多人一起進(jìn)行工作的話就非常容易出現(xiàn)很多不確定因素影響工作,所以在現(xiàn)如今的工作過(guò)程中正在竭力避免出現(xiàn)多人在同一空間進(jìn)行工作的情況,但一人完成的人工成果也很難跟現(xiàn)如今的機(jī)械設(shè)計(jì)工作要求相符合。而現(xiàn)如今由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的流行以及廣泛被應(yīng)用,達(dá)到了在網(wǎng)絡(luò)上可以實(shí)時(shí)進(jìn)行資源信息共享,信息數(shù)據(jù)等都可以通過(guò)互相之間的傳輸進(jìn)行共享的地步,除此以外,這種共享也可以使傳統(tǒng)信息傳遞方式不受空間與時(shí)間的束縛。這就避免了空間的影響,該種信息共享甚至可以使在不同空間的設(shè)計(jì)工作者在同一時(shí)間一起完成工作。比如說(shuō),在開始進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的過(guò)程中間,如果在設(shè)計(jì)小組中的某名設(shè)計(jì)工作人員因?yàn)椴坏靡训募彝シ矫娴木壒驶蛘呤侨魏纹渌虑椴坏貌惶崆半x開去處理事情而無(wú)法參加小組團(tuán)體研究,這種資源共享并行化模式開始普及之后,他就能夠?qū)崟r(shí)的利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)跟小組團(tuán)隊(duì)之間的實(shí)時(shí)通話視頻,可以把傳統(tǒng)類型的開會(huì)研究模式轉(zhuǎn)化成實(shí)時(shí)的視頻會(huì)議模式,通過(guò)這種方法就可以使機(jī)械設(shè)計(jì)工作在截止日期之前按時(shí)完成。工作人員可以這種并行化的工作模式可以實(shí)時(shí)通過(guò)互相之間的互惠互助高效完成工作,也可以提高設(shè)計(jì)技術(shù),提升工作效果。
1.4在機(jī)械自動(dòng)化的基礎(chǔ)之上盡力完善智能化體系
在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的工作過(guò)程中,自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮的作用不可忽視,使用這種自動(dòng)化技術(shù)可以讓機(jī)械設(shè)計(jì)工作在最大程度之上縮減工作人員的工作量。由于現(xiàn)如今自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作,與之對(duì)應(yīng)的機(jī)械的自動(dòng)化程度與之前相比也就變得越來(lái)越高,工作人員也對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過(guò)程提出了更高水準(zhǔn)的要求,與之有關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員在開始進(jìn)行對(duì)應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)工作時(shí)必須使用智能化技術(shù),以建立完美的智能化體系。
2機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)與數(shù)字化智能化結(jié)合發(fā)展前景
2.1在機(jī)械設(shè)計(jì)制造流程中必須注意設(shè)計(jì)工作系統(tǒng)化模式
機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中,必須首先考慮到整個(gè)大局設(shè)計(jì)工作的細(xì)節(jié)系統(tǒng)化,必須事先制定出一智能化全面化的設(shè)計(jì)體系,并且還要對(duì)這種智能化體系進(jìn)行全方位的分析討論研究,之后再逐一的研究該體系系統(tǒng)的子系統(tǒng),再把各種子系統(tǒng)全部考慮進(jìn)去,進(jìn)行改善并優(yōu)化整體系統(tǒng)。
2.2在機(jī)械設(shè)計(jì)制造流程中必須注意設(shè)計(jì)人員的精英化模式
在機(jī)械設(shè)計(jì)人員開始進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作的過(guò)程之中,大面積的使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也讓機(jī)械設(shè)計(jì)工作的效率及其整體質(zhì)量都得到了大幅度的提高,但是,現(xiàn)如今的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也還沒(méi)有發(fā)展到無(wú)機(jī)操作的地步,在任何時(shí)候也都是需要人工進(jìn)行整體操控的,人民群眾可以為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)投入大量的創(chuàng)造力以及活力,讓計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到長(zhǎng)足發(fā)展?;谏鲜隹紤],機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員在現(xiàn)如今的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作過(guò)程中依然占據(jù)著領(lǐng)先地位,設(shè)計(jì)工作人員可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)去完成機(jī)械設(shè)計(jì)工作中另外的環(huán)節(jié),這樣一來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員也就有了更多其他的時(shí)間在其他的環(huán)節(jié)投入精力去開發(fā)創(chuàng)造新設(shè)計(jì),所以在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的工作過(guò)程中,設(shè)計(jì)工作人員必須對(duì)設(shè)計(jì)工作的核心首要環(huán)節(jié)投入大量的精力,因?yàn)樵摵诵沫h(huán)節(jié)具有非常大的潛力等待我們?nèi)ラ_發(fā)。
2.3在機(jī)械設(shè)計(jì)制造流程中必須注意產(chǎn)品的商品化模式
如果機(jī)械設(shè)計(jì)人員在完成產(chǎn)品之后想要驗(yàn)證設(shè)計(jì)工作是否成功,工作人員首先應(yīng)該驗(yàn)證該產(chǎn)品是否具有商品化特征,設(shè)計(jì)工作人員為了讓產(chǎn)品具有商品化,在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)就必須事先調(diào)查市場(chǎng)需求,并且依據(jù)調(diào)查結(jié)果開始做產(chǎn)品定位,以得到商品化的產(chǎn)品,提升它的整體競(jìng)爭(zhēng)能力。
3應(yīng)用實(shí)例分析——智能化CAD技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
上世紀(jì)40年代出現(xiàn)了計(jì)算機(jī),隨后被廣泛應(yīng)用于控制加工機(jī)床中,逐漸發(fā)展為數(shù)控技術(shù)?,F(xiàn)階段,一部分發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)100%實(shí)數(shù)字化設(shè)計(jì)和生產(chǎn),而我國(guó)在這方面還有待提升。以往應(yīng)用的CAD技術(shù)主要用于計(jì)算,難以良好的處理設(shè)計(jì)方案以及結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,所以必須加強(qiáng)智能化CAD技術(shù)的研究與應(yīng)用。智能CAD的構(gòu)成中包含著多個(gè)智能體以及多種功能模塊,可以完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作。因此在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中添加智能CAD技術(shù)的應(yīng)用可提升農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率及質(zhì)量。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)具有種類型號(hào)多、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且穩(wěn)定、易受季節(jié)變化影響的特點(diǎn),因此其智能化CAD技術(shù)的應(yīng)用需要配置合理系統(tǒng)框架。可在參數(shù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上引入裝配模型進(jìn)行智能化框架設(shè)計(jì),經(jīng)過(guò)實(shí)例推理、參數(shù)設(shè)計(jì)以及變量設(shè)計(jì)技術(shù)的合理應(yīng)用提升農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)率。
4結(jié)語(yǔ):
總而言之,現(xiàn)如今中國(guó)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)工業(yè)改革換展的重要階段,也是為與時(shí)展的高要求相符,機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作人員必須身體力行的深化數(shù)字化與智能化工作的進(jìn)程。在達(dá)成機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)數(shù)字化的基礎(chǔ)上,再達(dá)成機(jī)械技術(shù)智能化的目標(biāo)也已經(jīng)是囊中之物。相關(guān)部門的工作人員需進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)字化智能化技術(shù),以此為中國(guó)整體的經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的一份力量。
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機(jī)電一體化技術(shù)需要一個(gè)智能化的控制系統(tǒng)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn),為了更好的促進(jìn)制造生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新和發(fā)展,維持企業(yè)智能制造的穩(wěn)步推進(jìn),開發(fā)人員設(shè)計(jì)并研發(fā)了應(yīng)對(duì)各種情況的智能化控制系統(tǒng),能夠?qū)ιa(chǎn)制造進(jìn)行管理和控制,極大的提高了生產(chǎn)效率。下面就介紹幾種常用的控制系統(tǒng)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一種模仿動(dòng)物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的行為特征,將各種信息處理工作才去分布于網(wǎng)絡(luò)中,并行進(jìn)行處理的控制系統(tǒng),這種系統(tǒng)的復(fù)雜程度很高,方便利用和調(diào)整其內(nèi)部存在的大量神經(jīng)節(jié)點(diǎn)之間的相互連接的關(guān)系,以此來(lái)處理信息,而且能夠適應(yīng)大多數(shù)生產(chǎn)制造過(guò)程中遇到的情況,可以自主記憶和學(xué)習(xí)。專家控制系統(tǒng)主要是指一個(gè)高智能的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng),內(nèi)部包含著大量的專業(yè)知識(shí)和積累下來(lái)的寶貴經(jīng)驗(yàn),比如制造加工的工藝和相關(guān)技術(shù),就可以存儲(chǔ)在該系統(tǒng)之中,系統(tǒng)在處理生產(chǎn)制造某個(gè)故障和問(wèn)題時(shí),就可以將以往的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)方法拿出來(lái),迅速有效的解決問(wèn)題,而且可以解決很多的高難度問(wèn)題,高效迅速,節(jié)省了大量的檢修時(shí)間和工作量。
2機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)智能制造中的發(fā)展與應(yīng)用
2.1傳感技術(shù)的應(yīng)用。傳感技術(shù)在智能制造過(guò)程中發(fā)揮著傳遞與接收信息信號(hào)的重要作用,在電子設(shè)備與機(jī)械設(shè)備之間需要做出指令和信息的傳遞時(shí),傳感器就可以憑借其極高的敏銳度和高效的傳遞信息的能力,在指揮生產(chǎn)制造中起到重要的連接作用,目前,很多制造企業(yè)為了加強(qiáng)這種聯(lián)系,強(qiáng)化信息傳遞的能力和水平,使生產(chǎn)效率進(jìn)一步加快,使用了更加具備系統(tǒng)化和規(guī)范化的傳感網(wǎng)絡(luò),也就是專門用于傳遞接收信息的處理系統(tǒng),加快了信息傳遞的速度,并且縮短了反應(yīng)時(shí)間,能夠在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)信息的識(shí)別和判斷,經(jīng)過(guò)解析后再發(fā)出有效信息,以其先進(jìn)的技術(shù)和極高的效率極大地促進(jìn)了智能制造的快速發(fā)展和應(yīng)用。2.2數(shù)控生產(chǎn)中的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)制造中屬于最關(guān)鍵的設(shè)備之一,而數(shù)字化和智能化機(jī)床的進(jìn)一步研發(fā)和應(yīng)用,也促進(jìn)了相應(yīng)的機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,可以說(shuō)數(shù)控生產(chǎn)也是智能制造發(fā)展過(guò)程中的重要部分,將電子智能化產(chǎn)品與生產(chǎn)機(jī)械完美的融合在一起,這本身就是一種機(jī)電技術(shù)相結(jié)合的創(chuàng)舉,我國(guó)的數(shù)控機(jī)床的最尖端產(chǎn)品已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位,這就是將機(jī)電結(jié)合,生產(chǎn)制造智能化的重要體現(xiàn),隨著數(shù)控機(jī)床所利用的機(jī)電技術(shù)愈來(lái)愈多,功能更加多樣實(shí)用,“中國(guó)智造”并將獲得更快的發(fā)展和更大的進(jìn)步。2.3自動(dòng)生產(chǎn)線與自動(dòng)機(jī)械的應(yīng)用。由于智能制造的發(fā)展理念更加深入人心,企業(yè)的制造生產(chǎn)過(guò)程為了應(yīng)對(duì)快速發(fā)展帶來(lái)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,自動(dòng)化的生產(chǎn)流水線被大量裝備到企業(yè)的廠房中,通過(guò)智能機(jī)械設(shè)備代替大量人工,在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中減少誤差,有助于提高產(chǎn)品的精密度,從而提高制造能力和工藝水平,打造智能化生產(chǎn)線。2.4工業(yè)智能機(jī)器人。工業(yè)智能機(jī)器人是機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中最先進(jìn)的應(yīng)用,并結(jié)合多種先進(jìn)技術(shù),是人工智能技術(shù)、仿生學(xué)還有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等眾多學(xué)科相互作用的新型成果。機(jī)器人是當(dāng)期科學(xué)技術(shù)的研究重點(diǎn),我國(guó)在其研究上已經(jīng)取得了一定的成績(jī),并且在生產(chǎn)行業(yè)中已經(jīng)得到應(yīng)用。工業(yè)智能機(jī)器人的出現(xiàn),在提高產(chǎn)品質(zhì)量中發(fā)揮重要作用。工業(yè)智能機(jī)器人在應(yīng)用的過(guò)程中具有明顯的優(yōu)點(diǎn):一是能夠有效甄別信息資料;二是可快速地完成較為復(fù)雜的工作流程;三是生產(chǎn)的精準(zhǔn)度高,可應(yīng)用于軍事生產(chǎn)制造中,受到社會(huì)各界的認(rèn)可。
3機(jī)電一體化在企業(yè)的智能制造中的發(fā)展前景
智能化技術(shù)的發(fā)展從未有過(guò)像最近十年的發(fā)展速度,智能機(jī)器人的應(yīng)用范圍愈加寬廣,中國(guó)資本一方面大力發(fā)展本國(guó)的智能技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用,另一方面通過(guò)國(guó)家合作與資本收購(gòu)其他先進(jìn)智能制造產(chǎn)業(yè)來(lái)加快促進(jìn)智能化建設(shè),可謂雙管齊下,發(fā)展速度極快。制造業(yè)的生產(chǎn)制造過(guò)程是核心,也是基礎(chǔ),而要將智能技術(shù)完美的融合進(jìn)制造工藝之中,還必須有配套的技術(shù)和措施加以促進(jìn),這就是機(jī)電一體化技術(shù),將擁有智能化的電子設(shè)備與企業(yè)的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備結(jié)合應(yīng)用,就做到了制造業(yè)與智能制造的融合,機(jī)電一體化技術(shù)作為兩者之間的重要聯(lián)系紐帶,也是目前國(guó)家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù),其發(fā)展和技術(shù)上的突破,能夠帶動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的加速轉(zhuǎn)型,為實(shí)現(xiàn)成為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的宏偉目標(biāo)提供充足的動(dòng)力源泉,無(wú)論是智能化的系統(tǒng)還是科學(xué)技術(shù),為了增強(qiáng)制造加工的智能化水平,就必須借助發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)來(lái)促成,將每個(gè)生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)節(jié)統(tǒng)一納入到智能化管理和控制之中,制造企業(yè)的管理與生產(chǎn)將獲得質(zhì)的飛躍。
4結(jié)語(yǔ)
總而言之,機(jī)電一體化技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)智能制造方式所不可獲取的一種關(guān)鍵技術(shù),將其與智能制造技術(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用具有重要意義,必須引起我們高度的重視。此外,智能制造技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的結(jié)合還會(huì)推動(dòng)二者各自擁有各大的發(fā)展空間,這對(duì)機(jī)械行業(yè)的未來(lái)發(fā)展也將產(chǎn)生巨大的積極作用。
作者:王哲
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化 智能制造 制造企業(yè)
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)(Mechatronics,由英文機(jī)械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展?,F(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù),是機(jī)械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù),它的發(fā)展使冷冰冰的機(jī)器有了人性化和智能化。如今的現(xiàn)代化企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了嶄新的智能制造時(shí)代。
一、智能制造的概念
智能制造應(yīng)當(dāng)包含智能制造技術(shù)(IMT)和智能制造系統(tǒng)(IMS)。因本文不涉及智能制造技術(shù)本身,只側(cè)重于論述制造模式,所以重點(diǎn)討論智能制造系統(tǒng)。智能制造技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)模擬制造專家的分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策等智能活動(dòng),并將這些智能活動(dòng)與智能機(jī)器有機(jī)地融合起來(lái),將其貫穿應(yīng)用于整個(gè)制造企業(yè)的各個(gè)子系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造企業(yè)經(jīng)營(yíng)運(yùn)作的高度柔性化和集成化,從而取代或延伸制造環(huán)境中專家的部分腦力勞動(dòng),并對(duì)制造業(yè)專家的智能信息進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、完善、共享、繼承和發(fā)展的一種極大地提高生產(chǎn)效率的先進(jìn)制造技術(shù)。智能制造系統(tǒng)是指基于IMT,利用計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用人工智能技術(shù)、智能制造機(jī)器、技術(shù)、材料技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、并行工程、生命科學(xué)和系統(tǒng)工程理論與方法,在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化和互換性的基礎(chǔ)上,使整個(gè)企業(yè)制造系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)分別智能化,并使制造系統(tǒng)形成由網(wǎng)絡(luò)集成的、高度自動(dòng)化的一種制造系統(tǒng)。
IMS是智能技術(shù)集成應(yīng)用的環(huán)境,也是智能制造模式展現(xiàn)的載體。IMS理念建立在自組織、分布自治和社會(huì)生態(tài)學(xué)機(jī)制上,目的是通過(guò)設(shè)備柔性和計(jì)算機(jī)人工智能控制,自動(dòng)地完成設(shè)計(jì)、加工、控制管理過(guò)程,旨在解決適應(yīng)高度變化的環(huán)境制造的有效性。由于智能制造模式突出了知識(shí)在制造活動(dòng)中的價(jià)值地位,而知識(shí)經(jīng)濟(jì)又是繼工業(yè)經(jīng)濟(jì)后的主體經(jīng)濟(jì)形式,所以智能制造就成為影響未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程的制造業(yè)的重要生產(chǎn)模式。
二、智能制造系統(tǒng)的特點(diǎn)
IMS具有以下幾個(gè)特征:
一是自組織能力,二是自律能力,三是自學(xué)習(xí)和自維護(hù)能力,四是整個(gè)制造系統(tǒng)的智能集成,五是人機(jī)一體化智能系統(tǒng),六是虛擬現(xiàn)實(shí)。
綜上所述,可以看出IMS作為一種模式,它是集自動(dòng)化、柔性化、集成化和智能化于一身,并不斷向縱深發(fā)展的先進(jìn)制造系統(tǒng)。
三、智能制造的支撐技術(shù)
人工智能技術(shù);
并行工程;
虛擬制造技術(shù);
信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
四、智能制造主要研究?jī)?nèi)容及目標(biāo)
1.智能制造主要研究?jī)?nèi)容
(1)智能制造理論和系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù);
(2)智能制造單元技術(shù)的集成;
(3)智能機(jī)器的設(shè)計(jì)。
2.智能制造主要研究目標(biāo)
(1)整個(gè)制造過(guò)程的全面智能化,在實(shí)際制造系統(tǒng)中,以機(jī)器智能取代人的部分腦力勞動(dòng)作為主要目標(biāo),強(qiáng)調(diào)整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程大范圍的自組織能力。
(2)信息和制造智能的集成與共享,強(qiáng)調(diào)智能型的集成自動(dòng)化。
五、智能制造的發(fā)展簡(jiǎn)況
1.國(guó)外發(fā)展簡(jiǎn)況
自20世紀(jì)80年代美國(guó)提出IMS概念以來(lái),IMS一直受到眾多國(guó)家的重視和關(guān)注。日本、美國(guó)、加拿大、澳大利亞、瑞士和歐洲自由貿(mào)易協(xié)定國(guó)在1991年1月聯(lián)合開展了由日本首先于1990年4月提出的為期10年的IMS國(guó)際合作計(jì)劃。
2.國(guó)內(nèi)發(fā)展簡(jiǎn)況
我國(guó)20世紀(jì)80年代末也將“智能模擬”列入國(guó)家科技發(fā)展規(guī)劃的主要課題,已在專家系統(tǒng)、模式識(shí)別、機(jī)器人方面取得了一批成果。1993年,中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)重點(diǎn)項(xiàng)目“智能制造技術(shù)基礎(chǔ)的研究”獲準(zhǔn)設(shè)立,1994年開始實(shí)施,由華中理工大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西安交通大學(xué)和清華大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)。研究?jī)?nèi)容為IMS基礎(chǔ)理論、智能化單元技術(shù)、智能機(jī)器等。至今,已取得了不少可喜的研究成果。
綜上所述,可以看出IMS是一種集自動(dòng)化、柔性化、集成化和智能化于一身的制造模式,具有不斷向縱深發(fā)展的高技術(shù)和高水平的先進(jìn)制造系統(tǒng),同時(shí)也是需要投入巨大科研力量去突破一個(gè)個(gè)技術(shù)難點(diǎn)的先進(jìn)制造系統(tǒng)。目前研究的重點(diǎn)為虛擬企業(yè)、分布式智能系統(tǒng)、并行工程和基于的IMS。同時(shí)也應(yīng)看到,這是一個(gè)人機(jī)一體化智能系統(tǒng),只要努力追求人的智能和機(jī)器智能的有效結(jié)合,這樣的系統(tǒng)就有可能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然,這種實(shí)現(xiàn)是一個(gè)從初級(jí)到高級(jí)的發(fā)展過(guò)程。
關(guān)鍵詞:變電站;智能化;改造技術(shù)
一、500kV變電站現(xiàn)狀
隨著我國(guó)加入世界貿(mào)易組織之后,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平與科技水平都得到了大幅度的提升?,F(xiàn)階段我國(guó)的500kv變電站實(shí)現(xiàn)了微機(jī)化繼電保護(hù)裝置與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)同步進(jìn)行管理。眾所周知,樞紐變電站是大多數(shù)500kv變電站的一部分,所以對(duì)樞紐變站實(shí)行管理也即是對(duì)部分500kv變電站管理。
雖然我國(guó)對(duì)變電站采取了精細(xì)化管理,但是在設(shè)備操作方面依然存在缺陷。沒(méi)有規(guī)范的操作程序與專業(yè)技能超強(qiáng)的管理人員,往往會(huì)使變電站以及有關(guān)設(shè)備的使用壽命大大減少,甚至?xí)?dǎo)致電網(wǎng)不能正常安全的運(yùn)行。
二、500kV變電站的智能化改造的必要性
在時(shí)代的發(fā)展下,變電站技術(shù)也在與時(shí)俱進(jìn),各種新型技術(shù)、材料等應(yīng)用在變電站系統(tǒng)中,有利于提高變電站管理水平以及促進(jìn)變電站向更高端方向發(fā)展。變電站在應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)時(shí),一般都是將自身需要作為參考系數(shù),這種形勢(shì)下的變電站系統(tǒng)與各個(gè)子系統(tǒng)各自成單獨(dú)的體系,且相關(guān)聯(lián)性較小。
變電站系統(tǒng)之間存在通信接口不一致現(xiàn)象會(huì)難以實(shí)現(xiàn)信息共享,從而使系統(tǒng)收集到的信息沒(méi)有得到充分利用。經(jīng)過(guò)一定技術(shù)改造后,變電站系統(tǒng)沒(méi)有完全擺脫原通信協(xié)議,系統(tǒng)在后續(xù)過(guò)程中若需要采取維護(hù)措施,相對(duì)來(lái)說(shuō)比較困難。
在這機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的時(shí)代,智能變電站只有結(jié)合新技術(shù),并充分融合新、舊技術(shù),促進(jìn)其具有快捷性以及靈活性,能夠抵抗各種變化造成的影響,從而提高智能變電站標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。
三、500kV變電站的智能化改造技術(shù)
(一)建立信息一體化平臺(tái)
建立信息一體化平臺(tái)不僅能夠促進(jìn)500kV變電站實(shí)現(xiàn)智能化改造,還能實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化功能。管理人員和操作人員可以借助攝像頭監(jiān)視和記錄變電站運(yùn)行時(shí)的信息資料,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作或是后臺(tái)操作。在其中可以利用高科技是變電站具備遙測(cè)量采集,方便管理者進(jìn)行信息收集。
變電站在實(shí)現(xiàn)智能化改造技術(shù)時(shí),應(yīng)利用內(nèi)部通訊手段規(guī)范每個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)信息管理與監(jiān)控。利用智能電網(wǎng)具有在線監(jiān)測(cè)功能,建立數(shù)字化變電站,將變電站進(jìn)行順序控制,并結(jié)合特有的電源推動(dòng)智能變電站向數(shù)字化和自動(dòng)化方向發(fā)展。
(二)設(shè)備智能化
500kv變電站實(shí)現(xiàn)智能化改造技術(shù),應(yīng)該選用智能化的電力電子產(chǎn)品,并保證所使用的設(shè)備達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。研究人員還應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù),實(shí)現(xiàn)大面積的新型設(shè)備研究開發(fā),使智能組件具有較高的技術(shù)含量,并及時(shí)對(duì)變電站系統(tǒng)進(jìn)行檢查與維護(hù),提高系統(tǒng)在運(yùn)行中的質(zhì)量。
利用現(xiàn)在電網(wǎng)的特點(diǎn),結(jié)合新技術(shù)與新方法,全面構(gòu)建智能電網(wǎng)。在建立智能化電網(wǎng)時(shí),選擇的設(shè)備往往是智能化電力電子產(chǎn)品,比如,分布式電源。只有從源頭上控制變電站設(shè)備具有智能化,才能保證信息化、自動(dòng)化以及互動(dòng)化等特點(diǎn)能夠完全展現(xiàn)在智能化變電站系統(tǒng)中。使用的產(chǎn)品具有智能化特點(diǎn),便于管理人員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的狀況,對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題能夠及時(shí)進(jìn)行分析與改善,使系統(tǒng)運(yùn)行處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)。
(三)智能化應(yīng)用功能
500kv變電站改造工程實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用功能有著重要意義。不過(guò)在研究開發(fā)智能化應(yīng)用工程中,可以借助信息化一體平臺(tái)和智能化設(shè)備和利用規(guī)范化通信,促使變電站系統(tǒng)能夠?qū)⒃O(shè)備信息資源進(jìn)行共享與互操作。為了提高變電站具有一定的智能化水平,展現(xiàn)數(shù)字化設(shè)備與控制方法,可以采取優(yōu)化智能化變電站操作與調(diào)度功能,并充分利用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)等措施。
(四)智能化輔助功能
變電站在進(jìn)行一系列的改造過(guò)程中,除了主要功能與操作采用了改造技術(shù),變電站系統(tǒng)中的輔助功能也應(yīng)實(shí)現(xiàn)智能化。因此,在構(gòu)建智能化輔助功能時(shí),應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況,建立輔助功能智能化的巡視系統(tǒng),促進(jìn)系統(tǒng)監(jiān)控、測(cè)量以及系統(tǒng)維護(hù)等功能能夠?qū)崿F(xiàn)一體化。系統(tǒng)中的保護(hù)裝置由于具備操作回路功能,因此,即使沒(méi)有達(dá)到智能終端的標(biāo)準(zhǔn),也能夠?qū)⑾到y(tǒng)內(nèi)部自帶的自動(dòng)保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)全方位的提高。
在變電站的智能化改造中,能夠按照所選擇的自動(dòng)化配置,測(cè)試變電站不同環(huán)境條件下火警、戶外、空調(diào)等的溫度與濕度,保證在無(wú)人看管與操作情況下,系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化巡視,保障變電站系統(tǒng)正常運(yùn)行。
四、智能告警與故障綜合分析
變電站故障分析時(shí)能夠有效的結(jié)合拓?fù)浜瓦壿嫷纫蛩兀皇羌兇饨柚鷶?shù)學(xué)模型與理論研究。在綜合分析過(guò)程中應(yīng)該總結(jié)故障類型與解決措施,從而建立故障綜合分析推理模型。使用這種模型能夠系統(tǒng)故障實(shí)現(xiàn)分門別類的分析,還可以采用單獨(dú)的故障處理方法,結(jié)合實(shí)際故障與監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行高效分類與推理。隨著推理機(jī)檢測(cè)到的故障類型與監(jiān)控信號(hào),并判斷出故障類型時(shí),相應(yīng)的故障信號(hào)就會(huì)啟動(dòng)。隨后,該項(xiàng)故障的推理模塊也就能夠被啟動(dòng),這時(shí),隨著時(shí)間的推移,通過(guò)檢測(cè)故障類型是否滿足相關(guān)的條件后,一旦確定了故障類型,推理結(jié)果也就會(huì)在時(shí)間窗后出現(xiàn)。
目前的變電站系統(tǒng)中,智能告警與故障綜合分析在實(shí)際應(yīng)用中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障識(shí)別率有誤以及實(shí)際情況復(fù)雜而實(shí)行驗(yàn)證程序較為困難等問(wèn)題,且實(shí)際操作中,由于使用靈活多變的故障錄波通道配置,在一定程度上也會(huì)給故障綜合分析系統(tǒng)的配置造成一定的干擾,使其故障識(shí)別度不夠精確。因此,在新形勢(shì)下,應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)與資源,通過(guò)智能化改造使智能告警與故障綜合分析系統(tǒng)變得更加完善,促進(jìn)該項(xiàng)功能長(zhǎng)久發(fā)展,減少實(shí)際工程配置的復(fù)雜程度,為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行提供一份保障。
結(jié)束語(yǔ):
如今,變電站向智能化方向發(fā)展,充分展現(xiàn)了社會(huì)的高科技水平,在很大程度上可以推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)向更高水平發(fā)展。我國(guó)500kv變電站采用智能化改造技術(shù),能夠促進(jìn)電網(wǎng)安全而又穩(wěn)定運(yùn)行,并且實(shí)現(xiàn)變電站智能化發(fā)展應(yīng)該立足基礎(chǔ),運(yùn)用當(dāng)今世界的先進(jìn)技術(shù)與新方法,優(yōu)化改造方案。
參考文獻(xiàn)
[1]云飛飛.淺議500kv變電站的智能化改造技術(shù)[J].2012(24).
關(guān)鍵詞 智能調(diào)度;智能電網(wǎng);電力系統(tǒng)
中圖分類號(hào)TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2011)54-0082-02
電力調(diào)度的智能化就是在線路開閉站進(jìn)行自動(dòng)化改造,增加遠(yuǎn)控功能,以后如果某段電纜出現(xiàn)故障,電力集控中心或者調(diào)度人員就能夠遠(yuǎn)方控制隔離故障,并將非故障段通過(guò)帶路的手段送電,以達(dá)到減少停電事件,提高供電可靠性的目的,廣義上來(lái)講,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化以后,故障處理時(shí)間可以縮短2/3以上。其實(shí),智能調(diào)度是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵內(nèi)容,是智能電網(wǎng)的神經(jīng)中樞,是維系電力生產(chǎn)過(guò)程的基礎(chǔ)和保障電網(wǎng)運(yùn)行發(fā)展的重要手段。為了更好的適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展,著力推進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)調(diào)度“信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”和“調(diào)控一體化系統(tǒng)”建設(shè),在新一輪電網(wǎng)改造升級(jí)中,對(duì)于我國(guó)智能電網(wǎng)以調(diào)度的智能化為體現(xiàn)載體,筆者對(duì)于相關(guān)的幾點(diǎn)問(wèn)題談?wù)勎业目捶ā?/p>
1 我國(guó)智能電網(wǎng)的信息架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)狀
智能電網(wǎng)是一個(gè)完整的信息架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施體系,實(shí)現(xiàn)對(duì)電力客戶、電力資產(chǎn)、電力運(yùn)營(yíng)的持續(xù)監(jiān)視,利用“隨需應(yīng)變”的信息提高電網(wǎng)公司的管理水平、工作效率、電網(wǎng)可靠性和服務(wù)水平。智能電網(wǎng)的構(gòu)成包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、信息集成、分析優(yōu)化和信息展現(xiàn)等幾個(gè)方面。智能電網(wǎng)大大擴(kuò)展了監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SupervisoryControl And Data Acquisition,SCADA)的數(shù)據(jù)采集范圍和數(shù)量,采集涉及電網(wǎng)運(yùn)行、設(shè)備狀態(tài)和客戶計(jì)量在內(nèi)的多種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。電網(wǎng)公司將這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和其它管理數(shù)據(jù)等通過(guò)更先進(jìn)的通信方式進(jìn)行傳輸、集成,并進(jìn)行分析優(yōu)化,再將經(jīng)過(guò)分析優(yōu)化處理后的信息以用戶定制的門戶和儀表盤方式呈現(xiàn)給用戶。
從目前相關(guān)試點(diǎn)情況來(lái)看,在實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的過(guò)程中,技術(shù)上相對(duì)來(lái)說(shuō)并不是問(wèn)題,更大程度上應(yīng)該關(guān)注相關(guān)機(jī)制,以及整體環(huán)境對(duì)于發(fā)展智能電網(wǎng)的支持。目前我國(guó)智能電網(wǎng)主要存在如下問(wèn)題:監(jiān)管方激勵(lì)機(jī)制裹足不前,這種政策環(huán)境因素阻礙了智能電網(wǎng)創(chuàng)造有說(shuō)服力的商業(yè)應(yīng)用案例;未來(lái)立法方向不夠明朗,在整個(gè)公用事業(yè)價(jià)值鏈中,風(fēng)險(xiǎn)和收益很難進(jìn)行調(diào)整和分配;數(shù)據(jù)隱私、網(wǎng)絡(luò)安全、可交互性和標(biāo)準(zhǔn)等方面仍面臨挑戰(zhàn);目標(biāo)沖突的情況依然存在;試點(diǎn)項(xiàng)目在客戶互動(dòng)方面也遇到挑戰(zhàn),包括如何與客戶有效交流等;一些智能電表項(xiàng)目試圖努力說(shuō)服監(jiān)管機(jī)構(gòu)和客戶,但顯然并不容易。
目前,有關(guān)智能電表的項(xiàng)目是配電網(wǎng)智能化最重要的試點(diǎn)環(huán)節(jié)。除了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表、計(jì)費(fèi)、收費(fèi)等功能外,智能電表更高級(jí)的功能在于采集更多的電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),從而掌握更加詳細(xì)的用戶負(fù)荷情況,加強(qiáng)需求側(cè)管理,優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行。智能電表還不單單是一個(gè)電表的概念,還牽扯到在用戶這里有非常多新的使用者,比如電動(dòng)汽車,對(duì)于電網(wǎng)來(lái)講,電動(dòng)汽車是不是有辦法作為電網(wǎng)消除新的可再生能源的不穩(wěn)定性還需要探討。但是,實(shí)現(xiàn)這種高級(jí)功能需要電價(jià)的定價(jià)機(jī)制作出改變,即實(shí)行更有彈性的定價(jià)。僅僅依靠在電網(wǎng)負(fù)荷高時(shí)發(fā)送信息請(qǐng)求用戶減少用電負(fù)荷是不夠的,只有實(shí)行分時(shí)定價(jià),在電網(wǎng)負(fù)荷高時(shí)對(duì)電力進(jìn)行更高的定價(jià),用經(jīng)濟(jì)成本的驅(qū)動(dòng)力才能更好地實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)。相關(guān)研究顯示,通過(guò)價(jià)格杠桿實(shí)現(xiàn)的需求響應(yīng)可以使用電端的負(fù)荷下降20%。分時(shí)電價(jià)又如何制定?必須完成智能電表安裝后,在一段試驗(yàn)時(shí)間內(nèi),對(duì)用戶電量等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。只有經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間的統(tǒng)計(jì)后,才有可能基于這些信息進(jìn)行科學(xué)定價(jià)。
在機(jī)制改變后,人的行為才可能逐漸改變。但是,依然可能有很多對(duì)新的機(jī)制(如電價(jià)機(jī)制)不敏感的人。那么,除了采用自動(dòng)化程度更高的電表對(duì)用電端直接進(jìn)行控制外,更重要的是通過(guò)初步引導(dǎo)教育、培訓(xùn)等手段對(duì)不敏感用戶的消費(fèi)行為進(jìn)行改變。而且,人們的用電行為不斷發(fā)展,基于新模式的定價(jià)機(jī)制也需要不斷改進(jìn)。
我國(guó)智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為主干網(wǎng)架,各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)的,利用先進(jìn)的通信信息和控制技術(shù),構(gòu)建以信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的自主創(chuàng)新、國(guó)際領(lǐng)先的智能電網(wǎng)。我國(guó)智能電網(wǎng)在發(fā)電側(cè)將側(cè)重發(fā)展清潔能源接入和諧波控制技術(shù),在輸配電側(cè)將涵蓋智能調(diào)度與分析系統(tǒng)、柔性輸電系統(tǒng)、大容量?jī)?chǔ)能裝置、智能化變電站和配電自動(dòng)化等多個(gè)領(lǐng)域。
特高壓的到網(wǎng)電價(jià)明顯低于中東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)煤電上網(wǎng)電價(jià),特高壓到網(wǎng)電將與中東部火電形成競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì),這有利于充分發(fā)揮市場(chǎng)配置作用,降低電力供應(yīng)成本。在特高壓骨干網(wǎng)中,高壓直流輸電系統(tǒng)(HVDC)等技術(shù)起到了非常重要的作用。國(guó)家電網(wǎng)公司的向家壩-上海的800kV高壓直流項(xiàng)目,在輸電容量和傳輸距離方面都挑戰(zhàn)了世界紀(jì)錄,其6 400萬(wàn)kW輸電容量和近2 000km的輸電距離在世界上是絕無(wú)僅有的。
根據(jù)對(duì)該線路做出重要支持的ABB公司的資料顯示,該線路損耗僅僅只有不到7%。高壓直流輸電系統(tǒng)可以將從電廠發(fā)出的電力從交流轉(zhuǎn)換成直流進(jìn)行傳輸,然后再轉(zhuǎn)回交流供用戶使用。
而作為智能輸電網(wǎng)物理媒介的數(shù)字化變電站的推廣也是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要目標(biāo)。數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備在IEC61850通信協(xié)議基礎(chǔ)上分層構(gòu)建,能夠?qū)崿F(xiàn)智能設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。數(shù)字化變電站分為過(guò)程層、間隔層和站控層,各層內(nèi)部及各層之間采用高速網(wǎng)絡(luò)通信。在該方案中,通過(guò)智能控制裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)一次和二次設(shè)備的智能化控制,大大減少了控制電纜,優(yōu)化了二次回路,簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì),真正實(shí)現(xiàn)了智能開關(guān)功能。
2 智能調(diào)度只有在智能電網(wǎng)的軟件和硬件保障下實(shí)現(xiàn)
我國(guó)資源稟賦和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡造成的電力供需的不平衡,因此智能電網(wǎng)將主要以調(diào)度的智能化為體現(xiàn)載體。智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)主要包括節(jié)能發(fā)電調(diào)度、實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制、分析預(yù)警和輔助決策、優(yōu)化的調(diào)度計(jì)劃、提升特大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制水平和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平,以及提升電網(wǎng)管理和決策水平。而實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度也需要打造四個(gè)平臺(tái),即實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警平臺(tái)、調(diào)度計(jì)劃平臺(tái)、安全校核平臺(tái)、調(diào)度管理平臺(tái)。
事實(shí)上,智能電網(wǎng)有“軟”和“硬”兩個(gè)方面,即電網(wǎng)自身的建設(shè)以及信息化建設(shè)。他認(rèn)為,只有“軟”、“硬”有機(jī)結(jié)合、協(xié)調(diào)發(fā)展,才能全面建成智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)首先應(yīng)該是堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng),能夠?qū)崿F(xiàn)能源資源大范圍優(yōu)化配置,保障安全可靠的電力供應(yīng),這是智能電網(wǎng)“硬”的一面。建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng),并實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化,在供電安全、可靠和優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)清潔、高效、互動(dòng)的目標(biāo),這是智能電網(wǎng)建設(shè)“軟”的一面。智能電網(wǎng)的建設(shè)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的調(diào)度和分析控制提出了許多更新更高的要求。然而,現(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)面臨著許多問(wèn)題,包括非自動(dòng)、信息的雜亂、控制過(guò)程不安全、集中式控制方法缺乏、事故決策困難等。為適應(yīng)大電網(wǎng)、特高壓以及智能電網(wǎng)的建設(shè)運(yùn)行管理要求,實(shí)現(xiàn)調(diào)度業(yè)務(wù)的科學(xué)決策、電網(wǎng)運(yùn)行的高效管理、電網(wǎng)異常及事故的快速響應(yīng),必須對(duì)智能調(diào)度加以分析研究。 其中電網(wǎng)智能調(diào)度軟件也非常重要。這些軟件需要整合調(diào)度自動(dòng)化、保護(hù)信息管理等信息系統(tǒng),在電網(wǎng)正常運(yùn)行狀態(tài)下,能實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)的智能監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的預(yù)警以及自愈,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)控制過(guò)程的安全性;在事故情況下,能夠從海量數(shù)據(jù)中抽取最關(guān)鍵的事故信息,有效地控制電網(wǎng)事故的發(fā)生、發(fā)展,縮短電網(wǎng)恢復(fù)正常運(yùn)行的時(shí)間,防止大面積停電事故的發(fā)生等重要功能。
據(jù)了解,目前我國(guó)為適應(yīng)特高壓互聯(lián)大電網(wǎng)運(yùn)行的安全和可再生能源快速發(fā)展的需求,國(guó)內(nèi)新一代智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的研發(fā)在消息總線、服務(wù)總線、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、可視化人機(jī)界面等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)上已取得突破,對(duì)提高我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度智能化水平具有重要意義。通過(guò)這個(gè)系統(tǒng),我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度首次實(shí)現(xiàn)了基于“三華”(華北、華中、華東)電網(wǎng)統(tǒng)一模型的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和展示,信息范圍覆蓋“三華”電網(wǎng)220kV以上近2700個(gè)廠站和東北、西北的主網(wǎng)架,目前實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的電網(wǎng)運(yùn)行信息總量已超過(guò)15萬(wàn)個(gè),實(shí)現(xiàn)了模型參數(shù)的一體化維護(hù)和共享、電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)監(jiān)控、多區(qū)域多目標(biāo)自動(dòng)發(fā)電控制、狀態(tài)估計(jì)等功能,能有效支持國(guó)調(diào)與“三華”網(wǎng)調(diào)互備和業(yè)務(wù)協(xié)同。這標(biāo)志著我國(guó)智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)研發(fā)取得重大突破。
我國(guó)上一代調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)中,由于缺少總體設(shè)計(jì)和統(tǒng)一規(guī)范,上下級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)之間缺少統(tǒng)一的設(shè)備、數(shù)據(jù)命名和接口標(biāo)準(zhǔn),難以方便地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)模型參數(shù)和數(shù)據(jù)的交換與共享,國(guó)、網(wǎng)、省三級(jí)調(diào)度的在線分析和可視化、智能化水平并不高。而新一代系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)則強(qiáng)化了一體化、在線化、精細(xì)化、實(shí)用化、可視化和智能化的思想。在華中試點(diǎn)工程基礎(chǔ)平臺(tái)和基本應(yīng)用功能的研發(fā)與建設(shè)中,共制訂了18個(gè)功能規(guī)范和10項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其中電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)交換、動(dòng)態(tài)消息總線等4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)申請(qǐng)了國(guó)家和國(guó)際專利。通過(guò)制訂電網(wǎng)通用模型命名規(guī)范、電網(wǎng)模型描述規(guī)范、電網(wǎng)圖形描述規(guī)范等技術(shù)規(guī)范,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)模型和參數(shù)“源端維護(hù)、全局共享”。這意味著同一個(gè)廠站的模型、參數(shù)和畫面只需在一處維護(hù),即能實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的共享,避免了以前的大量人工重復(fù)錄入工作。這也是調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員期盼已久的“福音”。隨著一些基本應(yīng)用功能開發(fā),比如,通過(guò)電網(wǎng)備用容量監(jiān)視功能,調(diào)度人員可以準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)的各種備用狀態(tài)及分布情況,如果華東電網(wǎng)在世博保電有臨時(shí)需求,華中網(wǎng)調(diào)可以及時(shí)調(diào)出備用電力,支援華東電網(wǎng)。
3智能調(diào)度的推進(jìn)使智能電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)高效得到落實(shí)
不僅如此,隨著我國(guó)特高壓電網(wǎng)的快速發(fā)展,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷變化,風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源的大規(guī)模開發(fā)利用,對(duì)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行控制的一體化、精細(xì)化水平和適應(yīng)性、靈活性提出了更高要求,為了快速提升電網(wǎng)調(diào)度駕馭大電網(wǎng)能力、資源優(yōu)化配置能力和抵御風(fēng)險(xiǎn)能力,保障電網(wǎng)安全可靠、靈活協(xié)調(diào)、優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)環(huán)保運(yùn)行,研發(fā)新一代電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)迫在眉睫。
2008年2月28日,國(guó)家電網(wǎng)公司正式啟動(dòng)《廣域全景分布式一體化電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)建設(shè)框架》編制工作。隨之就技術(shù)路線開始了廣泛的征詢和研討。
2008年12月5日,國(guó)家電網(wǎng)公司正式成立由中國(guó)電科院和國(guó)網(wǎng)電科院(以下簡(jiǎn)稱兩院)相關(guān)技術(shù)人員組成的聯(lián)合開發(fā)組,啟動(dòng)了技術(shù)支持系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)和電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控、自動(dòng)發(fā)電控制、狀態(tài)估計(jì)等基本應(yīng)用功能的研發(fā)。
2009年3月,國(guó)家電網(wǎng)公司啟動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)。國(guó)調(diào)中心組織開展了調(diào)度和發(fā)電兩個(gè)環(huán)節(jié)的研究。
2009年5月,新一代電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)正式更名為"智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)"。結(jié)合華中新系統(tǒng)的建設(shè)搭建了華中測(cè)試小系統(tǒng)。
對(duì)此,2011年至2015年,是我國(guó)智能電網(wǎng)計(jì)劃的“全面建設(shè)階段”。在新一輪全國(guó)電網(wǎng)改造升級(jí)中,一體化的智能調(diào)度體系,將為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,各種可再生能源與分布式能源發(fā)電的靈活接入提供有力的技術(shù)支撐。這一階段的智能電網(wǎng)投資金額接近2萬(wàn)億元,必將有效加快智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的建設(shè)。將遵循智能電網(wǎng)調(diào)度“四化”發(fā)展的需求和智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的發(fā)展路線,以“調(diào)控一體化,智能促低碳”為宗旨,通過(guò)對(duì)一體化調(diào)度運(yùn)作平臺(tái)、海量信息存儲(chǔ)管理與應(yīng)用、智能可視化展示技術(shù)、新能源接入控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能預(yù)警、統(tǒng)一建模、智能電網(wǎng)調(diào)度預(yù)警與決策支持、智能電網(wǎng)調(diào)度安全防御等關(guān)鍵技術(shù)的研討和展示,促進(jìn)智能調(diào)度的創(chuàng)新應(yīng)用,切實(shí)提高駕馭特大電網(wǎng)的能力。
參考文獻(xiàn)
[1]于釗,劉建坤.堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)應(yīng)關(guān)注的問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)[J].電力系統(tǒng)通信,2010(10).
關(guān)鍵詞:紙機(jī)生產(chǎn)線;熱力系統(tǒng);改造方案;效益
中圖分類號(hào):TK284文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1 引言
現(xiàn)如今, “可持續(xù)發(fā)展”觀念已滲透到每一個(gè)領(lǐng)域,在中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速平穩(wěn)發(fā)展的同時(shí),能源問(wèn)題備受關(guān)注。我國(guó)是世界上第二大能源消費(fèi)國(guó),已占到世界消費(fèi)的10%,而與發(fā)達(dá)國(guó)家的相比,能源利用效率要低20%左右。
2 研究背景
目前,造紙生產(chǎn)企業(yè)普遍存在用能設(shè)備落后、單位產(chǎn)品能耗居高不下的現(xiàn)象,迫切需要轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,利用高新技術(shù)改造、提升行業(yè)技術(shù)管理水平,走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的新型工業(yè)化道路。
某紙業(yè)公司于1982年試機(jī)投產(chǎn),至今已有20多年的歷史。公司主要利用廢包裝紙生產(chǎn)瓦楞紙,擁有3200紙機(jī)生產(chǎn)線一條,裝有鍋爐2臺(tái)(其中:12t/h循環(huán)流化床鍋爐1臺(tái)、10t/h鏈條爐1臺(tái)),具有年產(chǎn)瓦楞紙5萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力,由于紙機(jī)及鍋爐等設(shè)備較落后,造成單位產(chǎn)品能耗較高。
3現(xiàn)有工藝流程及存在的問(wèn)題
該公司目前能源消耗偏高,主要體現(xiàn)在工序的節(jié)能措施不充分,因此,在節(jié)能降耗方面具有一定的潛力。能耗的高低直接反映在產(chǎn)品的成本和價(jià)值上,直接影響到產(chǎn)品和企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
3.1工藝流程圖
圖1 廢紙制漿生產(chǎn)工藝流程示意圖
3.2工藝流程說(shuō)明
原料紙板經(jīng)水力碎漿后,通過(guò)跳篩去掉塑料、鐵釘、砂子等雜質(zhì);經(jīng)斜篩進(jìn)行漿水分離后進(jìn)入儲(chǔ)漿池;經(jīng)磨漿后通過(guò)離心篩去除漿料中的雜質(zhì)進(jìn)入抄前池、配漿池;再通過(guò)旋流除砂和循環(huán)沉砂進(jìn)一步去除漿料中的雜質(zhì)后進(jìn)入高位槽。制好的漿料通過(guò)高位槽進(jìn)網(wǎng)巢、上紙機(jī)成型,同時(shí)在紙機(jī)前進(jìn)行表面施膠、蒸汽烘缸干燥、通過(guò)壓光形成初步產(chǎn)品。紙機(jī)形成的初步產(chǎn)品經(jīng)卷紙、復(fù)卷,制成成品入庫(kù),從而完成全部生產(chǎn)。
3.3 工藝上存在的問(wèn)題
其一,紙機(jī)生產(chǎn)線斷紙頻率高,造成生產(chǎn)過(guò)程不連續(xù),分氣缸和鍋爐超壓,并導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。其二,風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載的調(diào)節(jié)方式采用風(fēng)門或閥門節(jié)流直接調(diào)節(jié),供電線路中電壓、電流各次諧波含量大,電力污染較嚴(yán)重。
4 節(jié)能技術(shù)改造方案
4.1紙機(jī)生產(chǎn)線設(shè)備節(jié)能改造
斷紙的原因主要是制漿系統(tǒng)質(zhì)量不穩(wěn)定,造成紙病較多,其次是車速不穩(wěn)定,刮刀不良,干網(wǎng)張力不夠,最后是由于腐蝕和磨損,設(shè)備性能變差,膠輥?zhàn)冃?,造成紙張厚薄不均勻?/p>
4.1.1對(duì)制漿系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造
更換一臺(tái)新型單效纖分機(jī),新增中濃除砂器,提高除沙效果,新增 一臺(tái)動(dòng)刀式濃度調(diào)節(jié)儀,控制制漿濃度,安裝一臺(tái)分級(jí)篩,提高紙漿質(zhì)量。
4.1.2對(duì)紙機(jī)生產(chǎn)線工藝進(jìn)行改造
新增高壓烘缸4只,并對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí),改善傳熱效果,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低蒸汽消耗。為更好保證壓榨部脫水,提高進(jìn)缸干度,減少蒸汽消耗,對(duì)原紙機(jī)壓榨部進(jìn)行改造,保留真空吸移、第二道Φ1255/Φ1300雙毯大輥盲孔壓榨,把K壓拆掉,改為大輥盲孔壓榨,輥徑為Φ1000/Φ1050,加壓形式為液壓,共有兩個(gè)壓區(qū)。毛毯設(shè)計(jì)線壓力4kN/m。新增盲孔壓榨大輥及軸承2套,規(guī)格Φ1300×3600mm,輥面鉆雙螺旋排列盲孔,孔徑Φ3mm,孔深9mm、12mm交替排列,開孔率約24%,輥面磨有中高。輥體為HT250,軸頭及端蓋為ZG45,軸頸車1∶12錐度,與軸承研合并設(shè)液壓退卸油孔,輥面包膠,膠層厚20mm,橡膠硬度P&J15~20。軸頭與輥體的采用法蘭式連接,螺栓材料為優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr。校動(dòng)平衡,動(dòng)平衡品質(zhì)為G4。增加更換刮刀片及刮刀座,合理調(diào)整車速偏差,壓光機(jī)上輥兩端增加噴霧裝置,防止膠料粘輥邊。將施膠鋼輥更換為膠輥,耐磨并且防腐蝕,膠輥掛漿少,保證輥和真空箱不位移,各輥運(yùn)行平穩(wěn)。配套真空泵進(jìn)行升級(jí),提高真空度,從而最大限度減少設(shè)備性能變差引起的斷紙次數(shù)。
4.2循環(huán)流化床鍋爐節(jié)能改造
4.2.1空氣預(yù)熱器改造
按照循環(huán)流化床鍋爐空氣預(yù)熱器的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),空氣預(yù)熱器漏風(fēng)量較大,過(guò)量空氣系數(shù)為1.8,使得鍋爐通風(fēng)、排煙量、通風(fēng)電耗和熱損失較大。有必要采取有效措施,減小和消除空氣預(yù)熱器漏風(fēng),降低鍋爐熱損失和通風(fēng)電耗。主要包括:更換被腐蝕的低溫段的空氣預(yù)熱器管子和連接處的密封材料。
4.2.2省煤器改造
按照循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),鍋爐排煙溫度高,平均溫度為240℃,不僅鍋爐排煙熱損失較大,而且霧化噴嘴易發(fā)生高溫變形,導(dǎo)致除塵器和脫硫裝置不能正常運(yùn)行,并且煙氣攜帶大量水分,使脫硫系統(tǒng)水耗上升??諝忸A(yù)熱器漏風(fēng)量較大,過(guò)量空氣系數(shù)為1.8,使得鍋爐通風(fēng)、排煙量、通風(fēng)電耗和熱損失較大。因此,有必要增加省煤器傳熱面積,有效降低排煙溫度,減小鍋爐排煙熱損失。
4.2.3埋管受熱面改造
由于煤質(zhì)很差,灰分含量長(zhǎng)期高于50%,且平均含硫量2%,有時(shí)高達(dá)6%,造成流化床鍋爐爐內(nèi)埋管磨損比較嚴(yán)重,平均每月被迫停爐2-3次,造成嚴(yán)重能源浪費(fèi)。鍋爐尾部受熱面不僅磨損,且低溫腐蝕嚴(yán)重,脫硫設(shè)備工作負(fù)荷高,設(shè)備可靠性差。因此,必須對(duì)埋管受熱面合理布置,并增加防磨裝置,減少磨損,降低停爐次數(shù)。更換脫硫霧化噴頭,提高脫硫效率。
4.3大功率電機(jī)節(jié)能優(yōu)化改造
4.3.1方案比選
改造考慮選擇三類高效節(jié)能的變極調(diào)速、串級(jí)調(diào)速和變頻調(diào)速方案比較見(jiàn)表1。
表1三類節(jié)能技術(shù)比較表
方案類型 調(diào)速范圍 節(jié)電率 技術(shù)特點(diǎn) 投資
變極調(diào)速 有級(jí)變速,最多有三個(gè)速度 10~45% 僅適于鼠籠可變極電機(jī)、只需兩三種速度的工藝設(shè)備,技術(shù)簡(jiǎn)單,不適于需對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行大范圍連續(xù)調(diào)節(jié)的動(dòng)力設(shè)備 較省
串級(jí)調(diào)速 無(wú)級(jí)變速,但范圍一般在0.7~0.9倍額速 10~15% 僅適于繞線電機(jī)、僅需小范圍調(diào)速的工藝設(shè)備、諧波影響較大、功率因素偏低,技術(shù)較復(fù)雜、維修難度較大 較高
變頻調(diào)速 無(wú)級(jí)變速,范圍寬、可以是0~1.0倍額速 10~55% 適于所有交流電機(jī),需大范圍調(diào)速的工藝設(shè)備,較復(fù)雜、維修難度較大 較高
4.3.2改造方案
從表1分析和目前各方案的應(yīng)用業(yè)績(jī)來(lái)看,對(duì)于設(shè)備作節(jié)能改造,選擇變頻調(diào)速方案最好,雖然此方案投資略高,但技術(shù)性能更好,節(jié)電潛力更大,可以很快從節(jié)電效益來(lái)收回初期投資,并且變頻調(diào)速可以做到自動(dòng)負(fù)荷匹配,在任何工況下電動(dòng)機(jī)和負(fù)荷都可以實(shí)現(xiàn)最佳的負(fù)荷匹配。
5 改造效益
5.1紙機(jī)生產(chǎn)線設(shè)備優(yōu)化節(jié)能改造的效益
對(duì)現(xiàn)有紙機(jī)生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化改造完成后,按照造紙行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),壓榨干度每提高1%,壓榨部的能耗雖無(wú)明顯降低,但為干燥部能耗下降提供了前提條件,其蒸汽消耗下降約3-4%。該企業(yè)的壓榨干度為42%,采用雙毯大輥盲孔壓榨改造后,壓榨干度可以提高到44-46%,干燥部節(jié)約蒸汽的潛力為6%-16%。同時(shí),改造高壓烘缸,并對(duì)DCS系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí),能夠改善傳熱效果,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低蒸汽消耗,也為發(fā)揮尾氣流量控制系統(tǒng)的作用和提高節(jié)能效果奠定了基礎(chǔ)。
改造后,年節(jié)能量為:136750噸蒸汽/年*11%*0.1434tce/t蒸汽=2157tce/年。
5.2循環(huán)流化床鍋爐鍋節(jié)能改造的效益
改造前,排煙溫度270℃,平均飛灰含碳量為15%,鍋爐負(fù)荷變化較快時(shí),最高飛灰含碳量超過(guò)20%.這些因素都使循環(huán)流化床鍋爐的熱效率較低。循環(huán)流化床鍋爐鍋爐埋管磨損造成的被迫停爐次數(shù)多,每次停爐后,檢修埋管,然后重新啟動(dòng)。由于流化床鍋爐的冷慣性很大,啟動(dòng)速度慢,啟動(dòng)時(shí)消耗大量?jī)?yōu)質(zhì)木炭和原煤。每次停爐造成約5 tce能量損失。
完成鍋爐埋管受熱面、空預(yù)器、省煤器和除塵脫硫設(shè)備改造后,預(yù)計(jì)排煙溫度下降到140℃,鍋爐每年停爐檢修1次。按照鍋爐行業(yè)的節(jié)能改造經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算,鍋爐排煙溫度下降了130℃,鍋爐效率提高約8.7%。鍋爐漏風(fēng)減少,排煙過(guò)量空氣系數(shù)從1.8下降到1.5,減少排煙容積,鍋爐熱效率提高約0.3%。飛灰含碳量從15%降低到8%,按燃煤灰分和含碳量計(jì)算,固體不完全燃燒損失從9%降低到4.8%,鍋爐熱效率提高約4.2%。
循環(huán)流化床鍋爐熱效率合計(jì)提高約13.2%,鍋爐年耗煤9946tce。年節(jié)能量:改造前年煤耗*13.2%=11458tce *13.2%=1512 tce
5.3大功率電機(jī)節(jié)能優(yōu)化改造效益
利用變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵、磨漿機(jī)、紙機(jī)以及磨漿機(jī)等電機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造,總?cè)萘?07kW。按運(yùn)行時(shí)間8000h,節(jié)電率20%計(jì)算,年節(jié)電145.12萬(wàn)kWh,年節(jié)能量折合標(biāo)煤:145.12萬(wàn)kWh *3.4tce/萬(wàn)kWh =493.58 tce。
由此可知,通過(guò)紙機(jī)熱力系統(tǒng)優(yōu)化及節(jié)能技術(shù)改造,該企業(yè)年節(jié)煤量10280噸,節(jié)標(biāo)煤4699噸。按當(dāng)期煤價(jià)500元/噸計(jì)算,年可實(shí)現(xiàn)514萬(wàn)元的節(jié)能效益。
6小結(jié)
綜上所述,實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造,提高能源綜合效率,既是響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的客觀需要,也是企業(yè)降低成本,提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的需要。由此可見(jiàn),大力開展能源節(jié)約技術(shù)和資源的綜合利用是國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略目標(biāo),是企業(yè)降低成本、提高效益、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的必然選擇。
參考文獻(xiàn):
[1]劉弘睿,《工業(yè)鍋爐技術(shù)規(guī)范應(yīng)用大全(第一版)》,中國(guó)建筑工業(yè)出版社
[2]李顯海,《工業(yè)鍋爐節(jié)能改造技術(shù)與工程實(shí)例》,金盾出版社,2012
當(dāng)前,國(guó)際機(jī)械制造智能化以計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心,結(jié)合新型的加工方法,實(shí)現(xiàn)了學(xué)科和專業(yè)的交叉融合。相比于國(guó)際機(jī)械制造智能化水平,國(guó)內(nèi)機(jī)械制造也逐步向智能化的方向發(fā)展,如機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用。誠(chéng)然,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)的機(jī)械制造智能化仍處于起步階段,仍然存在一系列的問(wèn)題,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。我國(guó)智能化處理技術(shù)層面較低。相比于國(guó)外常用的數(shù)控機(jī)床以及柔性制造系統(tǒng),我國(guó)機(jī)械制造仍處于單機(jī)智能化和剛性智能化的層面,并沒(méi)有體現(xiàn)出技術(shù)的先進(jìn)性。
我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)水平還相對(duì)落后。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用并未普及,大多數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)仍采用圖紙?jiān)O(shè)計(jì),很少有人使用CAD等機(jī)械制圖軟件,這嚴(yán)重制約了機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)效率,難以滿足市場(chǎng)發(fā)展的需求。我國(guó)機(jī)械制造智能化工藝和技術(shù)水平還很低。制造工藝和技術(shù)往往決定產(chǎn)品質(zhì)量,我國(guó)機(jī)械加工還停留在精細(xì)加工階段,智能化的加工手段還未能大規(guī)模地引進(jìn)和嘗試,在一定程度上制約了我國(guó)機(jī)械制造加工效率和工藝水平的提高。以占據(jù)機(jī)械制造技術(shù)體系核心地位的數(shù)控技術(shù)為例,現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、信息技術(shù)等高新技術(shù),呈現(xiàn)出高效率、高精度、自動(dòng)化等特點(diǎn),其智能化的趨勢(shì)也尤為明顯。
當(dāng)前,先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超小型化以及超薄化,并將模糊控制、計(jì)算機(jī)、智能計(jì)算等領(lǐng)域的最新研究成果引入數(shù)控技術(shù)的研究中,使得控制系統(tǒng)的精度、效率等有了明顯提高,智能化診斷以及故障處理水平有了很大提高,但是,在中國(guó),類似的應(yīng)用還很少,還需進(jìn)一步加快研發(fā)和應(yīng)用步伐。
我國(guó)機(jī)械制造智能化發(fā)展方向
人機(jī)交互將更加完善。機(jī)械智能化通過(guò)計(jì)算機(jī)提供人機(jī)交互的接口,計(jì)算機(jī)的可視化能方便數(shù)據(jù)處理,同時(shí)為操作人員提供必要的解釋,使得信息的交流更加快捷和方便。機(jī)械設(shè)計(jì)逐步采用CAD等計(jì)算機(jī)軟件制圖技術(shù)取代傳統(tǒng)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方法,有效縮短了設(shè)計(jì)周期,同時(shí)還能保證設(shè)計(jì)精度。在多媒體技術(shù)不斷發(fā)展的背景下,界面的圖形化也是機(jī)械智能化的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),通過(guò)圖形化的界面,設(shè)計(jì)者就可以很方便地與客戶進(jìn)行溝通,有效地提高了工作效率。此外,多媒體強(qiáng)大的聲像、圖文處理等功能,也為實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障檢測(cè)等智能化處理提供了方便,在生產(chǎn)和管理方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。
傳統(tǒng)裝備制造業(yè)仍存在著許多不足,具體介紹如下。①產(chǎn)量低、質(zhì)量差:傳統(tǒng)裝備制造業(yè)在產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量方面都比較欠缺。②生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng):“時(shí)間就是金錢”,在“知識(shí)經(jīng)濟(jì)”時(shí)代,機(jī)遇稍縱即逝。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、投放市場(chǎng)以及產(chǎn)品更新?lián)Q代的時(shí)間都需要加快。③生產(chǎn)效率低:隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的持續(xù)增長(zhǎng),企業(yè)致力于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制造產(chǎn)品的數(shù)量比之前有大幅度增加。面對(duì)這種狀況,若依舊采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造模式,難以滿足生產(chǎn)效率指標(biāo)的要求。④節(jié)能降耗差:一些傳統(tǒng)裝備制造業(yè)企業(yè)是在大量消耗能源與材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)的,很少注意節(jié)能降耗的問(wèn)題。⑤競(jìng)爭(zhēng)能力弱:由于產(chǎn)品更新?lián)Q代慢、生產(chǎn)工藝差、生產(chǎn)效益低,難以更好地滿足用戶的個(gè)性化需求,因此,企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力弱。促進(jìn)中國(guó)裝備制造業(yè)由大變強(qiáng)已成為新時(shí)期我國(guó)一項(xiàng)重大而緊迫的戰(zhàn)略任務(wù)。
2.智能制造裝備的優(yōu)點(diǎn)
自20世紀(jì)70年代以來(lái),以計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)為基礎(chǔ)的高新技術(shù)得到迅猛發(fā)展。這給傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合,形成了先進(jìn)制造技術(shù)。2012年,勞動(dòng)力成本提升、產(chǎn)業(yè)升級(jí)以及政策扶持等使得先進(jìn)制造裝備技術(shù)具有較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿?。自?jì)算機(jī)技術(shù)問(wèn)世以來(lái),裝備制造大體沿著兩條線路發(fā)展:傳統(tǒng)制造技術(shù)的發(fā)展和借助計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化科學(xué)的先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展。自20世紀(jì)80年代以來(lái),傳統(tǒng)制造技術(shù)雖然得到了不同程度的發(fā)展,但仍存在著很多問(wèn)題。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)對(duì)產(chǎn)品、工藝和系統(tǒng)等設(shè)計(jì)師和管理人員提出了新的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理方法不能有效地解決現(xiàn)代制造系統(tǒng)中存在的問(wèn)題。要解決這些問(wèn)題,需要采用現(xiàn)代的工具和方法。通過(guò)集成傳統(tǒng)制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與科學(xué)及人工智能(artificialintelligent,AI)等發(fā)展起來(lái)的一種新型智能制造技術(shù)(intelligentmanufacturingtechnology,IMT)和智能制造系統(tǒng)(intelligentmanufacturingsystem,IMS),則有可能使企業(yè)走出困境,度過(guò)危機(jī)。傳統(tǒng)的制造技術(shù)與人工智能、自動(dòng)化等技術(shù)相結(jié)合,形成了智能化的先進(jìn)制造技術(shù)(advancedmanufacturingtechnology,AMT)。先進(jìn)制造技術(shù)是在市場(chǎng)需求及科學(xué)技術(shù)帶動(dòng)下逐步發(fā)展形成的。在市場(chǎng)需求不斷變化的驅(qū)動(dòng)下,制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模已向多品種、變批量、柔性化的方向發(fā)展;在信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下,制造業(yè)的資源配置已向信息(知識(shí))密集型的方向發(fā)展。發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的目的,不僅是要高效制造出滿足用戶需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,而且還要清潔、靈活地進(jìn)行生產(chǎn),以提高產(chǎn)品對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。作為近兩年國(guó)家新確定的高端裝備制造業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一,智能裝備制造始終與生產(chǎn)制造息息相關(guān),幾乎可以在每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中加以運(yùn)用和體現(xiàn)。智能裝備制造提高了生產(chǎn)效率,降低了成本。
21世紀(jì),先進(jìn)制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
①精密化:速度、精度和效率是裝備制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng),同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)、靜態(tài)特性等有效措施,大大提高了機(jī)械裝備的速度、精度、效率。
②自動(dòng)化:先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展是和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起的。自動(dòng)化技術(shù),特別是智能控制技術(shù),大多首先應(yīng)用于先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展領(lǐng)域。
③信息化:信息技術(shù),特別是計(jì)算機(jī)技術(shù),大大改變了制造的面貌,它是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展與制造科學(xué)形成的主要條件。但信息技術(shù)的發(fā)展離不開制造技術(shù)的發(fā)展,制造業(yè)依然是發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)乃至整個(gè)知識(shí)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。當(dāng)然,制造技術(shù)的發(fā)展也離不開信息技術(shù)的發(fā)展。
④柔性化:柔性化包含數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性和群控系統(tǒng)的柔性兩方面。數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性是指數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),功能覆蓋面廣;系統(tǒng)可裁剪性強(qiáng),便于滿足不同用戶的需求。群控系統(tǒng)的柔性是指同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求,使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。
⑤圖形化:用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同,因此開發(fā)用戶界面的工作量極大。當(dāng)前,Internet、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用。人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作,實(shí)現(xiàn)藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能。
⑥智能化:早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境,其作用是調(diào)度任務(wù),以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成;而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天,人工智能正朝著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展,而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展,人工智能和實(shí)時(shí)系統(tǒng)相互結(jié)合,由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。
⑦可視化:科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù),使信息交流不再局限于用文字表達(dá),而是可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息??梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域。這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,可視化技術(shù)可用于CAD/CAM,如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過(guò)程的可視化仿真演示等。
⑧多媒體化:多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體,使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域,應(yīng)用多媒體技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)信息處理綜合化、智能化,在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。
⑨集成化:采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)??删幊绦蚣呻娐稦PGA、專用集成電路ASIC芯片等,可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度;應(yīng)用LED平板顯示技術(shù),可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、質(zhì)量輕、體積小、功耗低、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互聯(lián)技術(shù),將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過(guò)提高集成電路密度等方式,降低產(chǎn)品價(jià)格、改進(jìn)產(chǎn)品性能、減小組件尺寸,并提高系統(tǒng)的可靠性。
⑩網(wǎng)絡(luò)化:制造裝備聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過(guò)制造裝備聯(lián)網(wǎng),可在任何一臺(tái)制造裝備上對(duì)其他裝備進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行。不同裝備的畫面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)裝備的屏幕上。智能化是人類利用技術(shù)改造自然的極致,而綠色化是人類與自然和諧相處的見(jiàn)證。在綠色化、智能化裝備的生產(chǎn)過(guò)程中,能量的消耗更低、材料更少、質(zhì)量更輕,使用時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)能量更小、效率更高。
3.智能裝備制造的發(fā)展重點(diǎn)
當(dāng)前,制造業(yè)正著朝全球化、信息化、專業(yè)化、綠色化、服務(wù)化的方向發(fā)展;而制造技術(shù)則向高精度、自動(dòng)智能、綠色低碳、高附加值、增值服務(wù)、物流聯(lián)動(dòng)等方向發(fā)展。在智能裝備制造的發(fā)展趨勢(shì)中,制造業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)將主要圍繞“綠色化”與“智能化”展開。作為我國(guó)高端裝備制造領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展的五大行業(yè)之一,智能裝備制造產(chǎn)業(yè)是目前唯一未被國(guó)內(nèi)資本市場(chǎng)充分挖掘的“金礦”,智能裝備將成為推進(jìn)我國(guó)裝備制造業(yè)邁向“高精尖”的最主要力量。
3.1“綠色化與智能化”
引領(lǐng)世界發(fā)展的潮流綠色化與智能化,一直是近年來(lái)國(guó)際工業(yè)領(lǐng)域的主要潮流。這兩大主題,無(wú)一不是對(duì)當(dāng)前實(shí)際工業(yè)需求的高度概括和響應(yīng)。國(guó)際許多知名企業(yè),如西門子、ABB、菲尼克斯電氣、日本三菱集團(tuán)等,都在各自企業(yè)的發(fā)展過(guò)程中,強(qiáng)調(diào)“綠色化與智能化”,而“智能化”則是許多外國(guó)企業(yè)產(chǎn)品與技術(shù)的發(fā)展方向。2012年,漢諾威工業(yè)博覽會(huì)就是以“綠色、智能”為主題,中國(guó)是本屆工博會(huì)伙伴國(guó)。中國(guó)展團(tuán)推出了主題為“綠色、智能”的1500m2中心展區(qū),主要展示新能源、新能源汽車和智能制造的最新產(chǎn)品和技術(shù)。2012年11月5日,第14屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)在上海開幕。該展覽會(huì)以“創(chuàng)新轉(zhuǎn)型與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”為主題,來(lái)自全球1600余家中外企業(yè)集中展示高端制造、綠色制造的各類新品。
3.2綠色化
目前,綠色經(jīng)濟(jì)受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。以里約全球峰會(huì)20周年為契機(jī),2012年,里約召開的聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展大會(huì)(UNCSD)的主題之一就是“可持續(xù)發(fā)展和消除貧困背景下的綠色經(jīng)濟(jì)”。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)從2008年開始實(shí)施綠色經(jīng)濟(jì)倡議,2011年2月發(fā)表了綠色經(jīng)濟(jì)報(bào)告書(UNEP2011)。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)從2008年開始制定綠色增長(zhǎng)戰(zhàn)略,并將綠色增長(zhǎng)作為其成立50周年的紀(jì)念主題。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,一場(chǎng)綠色變革浪潮正在席卷全球。縱觀世界綠色文明的發(fā)展趨勢(shì),21世紀(jì)必將成為“綠色世紀(jì)”。綠色制造是一種綜合考慮環(huán)境問(wèn)題和資源效率的現(xiàn)代制造模式,其目標(biāo)是使產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用、報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期對(duì)環(huán)境影響最小、資源利用率最高。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展,綠色化是提高可持續(xù)發(fā)展水平的關(guān)鍵。中國(guó)政府高度重視發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)和綠色經(jīng)濟(jì),把可持續(xù)發(fā)展作為國(guó)家戰(zhàn)略,把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)作為重點(diǎn)任務(wù)。為了適應(yīng)裝備制造業(yè)領(lǐng)域?qū)Α熬G色化”的迫切需求,必須確立管理、設(shè)計(jì)、材料、工藝、生產(chǎn)、物流、報(bào)廢、回收、循環(huán)使用等全生命周期理念。綠色制造是通過(guò)改進(jìn)傳統(tǒng)的制造技術(shù)、設(shè)計(jì)理念和生產(chǎn)方式,實(shí)現(xiàn)資源能源的高效清潔利用和環(huán)境影響的最小化。制造過(guò)程的綠色化是指從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā),在制造的各個(gè)階段都要充分考慮環(huán)境保護(hù),做到可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)和自然界的統(tǒng)一與和諧。這里的環(huán)境不僅指自然環(huán)境,還包括社會(huì)環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境。
3.3智能化
3.3.1智能化的概念
通常人們所指的“智能”,是指人的思維能力,從其外延來(lái)看,“智能”就是發(fā)現(xiàn)規(guī)律、運(yùn)用規(guī)律的能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。通?!爸悄堋卑ㄋ膫€(gè)方面的能力,即感知能力、記憶與思維能力、學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力。而對(duì)于智能化,目前尚無(wú)明確的、公認(rèn)的、科學(xué)的定義,但通常認(rèn)為其應(yīng)當(dāng)包括兩方面的含義:一是采用“人工智能”的理論、方法和技術(shù)來(lái)處理各種問(wèn)題;二是具有“擬人智能”的特性,具備自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自校正、自協(xié)調(diào)、自組織、自診斷和自修復(fù)等功能?!皵M人智能”特性可以作為衡量是否為智能化裝置、設(shè)備、系統(tǒng)的基本標(biāo)準(zhǔn)。
3.3.2智能化的需求
世界技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展表明,發(fā)展智能制造是提升制造業(yè)效能、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大趨勢(shì)。因此,裝備制造業(yè)對(duì)于智能化的需求十分迫切。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)智能制造或?qū)⒊蔀樾碌耐黄瓶?。智能化是自?dòng)化的高級(jí)階段,是柔性化和集成化的延伸和發(fā)展。專家指出:今后,傳統(tǒng)的制造業(yè)仍將朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長(zhǎng)壽命的“六高一長(zhǎng)”方向發(fā)展。新型的先進(jìn)制造技術(shù)將朝著小型化(微型化)、集成化、成套化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、計(jì)算機(jī)化、綜合自動(dòng)化、光機(jī)電一體化方向發(fā)展;在服務(wù)上,將朝著專業(yè)化、簡(jiǎn)捷化、無(wú)維護(hù)化以及組裝生產(chǎn)自動(dòng)化、無(wú)塵(或超凈)化等方向發(fā)展。在這些“化”中,占主導(dǎo)地位、起關(guān)鍵作用的是智能化和網(wǎng)絡(luò)化。智能控制是當(dāng)今多學(xué)科交叉的前沿領(lǐng)域之一,其研究重心是解決傳統(tǒng)控制理論與方法所難以解決的不確定性問(wèn)題。智能控制是自動(dòng)控制的最新發(fā)展階段,它的本質(zhì)是在宏觀結(jié)構(gòu)和行為能力上對(duì)機(jī)器人控制器進(jìn)行模擬。
3.3.3智能制造
在高端制造業(yè)發(fā)展過(guò)程中,智能化是其中一個(gè)方向?,F(xiàn)在倡導(dǎo)的高端制造業(yè)是全方位的發(fā)展,智能化只是技術(shù)上的要求。隨著原材料價(jià)格和人工成本的持續(xù)上漲,更多企業(yè)寄望于通過(guò)制造業(yè)與高新技術(shù)“聯(lián)姻”,孕育出新的產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張模式。業(yè)內(nèi)人士表示,我國(guó)智能制造產(chǎn)業(yè)應(yīng)通過(guò)融合集成先進(jìn)制造、信息和智能等技術(shù),實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的綠色化、自動(dòng)化和智能化。智能制造這個(gè)概念是面向產(chǎn)品全生命周期的,用來(lái)實(shí)現(xiàn)泛在感知條件下的信息化制造。智能制造技術(shù)是在現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、擬人化智能技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)智能化的感知、人機(jī)交互、決策和執(zhí)行技術(shù),實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程、制造過(guò)程和制造裝備智能化。它是信息技術(shù)、智能技術(shù)與裝備制造過(guò)程技術(shù)的深度融合與集成。分析人士普遍認(rèn)為,制造企業(yè)引入機(jī)器人折射出三層信息:企業(yè)成本再造加速、制造業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型時(shí)代到來(lái)、議價(jià)能力提高。這些趨勢(shì)表明,“注入人類知識(shí)”的智能制造正不斷地從根本上改變著傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。我國(guó)高端智能裝備尚處于初級(jí)階段,汽車行業(yè)萬(wàn)人工業(yè)機(jī)器人保有量仍不及發(fā)達(dá)國(guó)家的1/10。雖然2011年,中國(guó)汽車工業(yè)的增速大幅下降,但是1800萬(wàn)輛的龐大市場(chǎng)規(guī)模仍然預(yù)示著以自動(dòng)化裝備代替高漲的人工成本所帶來(lái)的巨大市場(chǎng)空間?!笆濉备叨搜b備制造發(fā)展將選擇五大方向重點(diǎn)突破,它們分別是航空裝備、衛(wèi)星及應(yīng)用、軌道交通裝備、海洋工程裝備和智能制造裝備。在智能制造裝備方面,將重點(diǎn)發(fā)展智能儀器儀表與控制系統(tǒng)、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件、高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備、重大智能制造成套裝備等四大類產(chǎn)品。
4.智能制造技術(shù)走向
2010年10月,《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》明確提出要加大培育和發(fā)展高端裝備制造產(chǎn)業(yè)等七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),并將智能制造裝備列為高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向之一。太原科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院院長(zhǎng)孟文俊表示,《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》的出臺(tái)給整個(gè)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇,這將會(huì)進(jìn)一步加快我國(guó)智能制造裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。相關(guān)專家認(rèn)為,近20年來(lái),我國(guó)微電子、通信、計(jì)算機(jī)、人工智能控制和圖像處理等多學(xué)科飛速發(fā)展,這為智能制造的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)10年,我國(guó)智能制造裝備(包括儀器儀表行業(yè))產(chǎn)業(yè),應(yīng)牢牢抓住發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期,本著“創(chuàng)新優(yōu)先、重點(diǎn)突破、技術(shù)融合、夯實(shí)基礎(chǔ)、多元投入”的原則,面向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,針對(duì)制造過(guò)程中的感知、分析、決策、控制和執(zhí)行等環(huán)節(jié),融合集成先進(jìn)制造、信息和智能等技術(shù),實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的自動(dòng)化、智能化、精益化和綠色化。
5.加快綠色化、智能化步伐的原因
加快綠色化、智能化步伐的原因分析如下。第一,我國(guó)有限的資源和嚴(yán)重的環(huán)境污染決定了必須走裝備工業(yè)綠色制造的發(fā)展道路。裝備工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的概念可歸納為研發(fā)極少產(chǎn)生廢料和污染物的工藝或技術(shù)系統(tǒng),在環(huán)境資源不減少的前提下,加強(qiáng)環(huán)境系統(tǒng)的生產(chǎn)和更新能力,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,提高人們的生活質(zhì)量。目前,我國(guó)正大力提倡科學(xué)發(fā)展觀和綠色GDP概念,推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。加快發(fā)展裝備制造業(yè),尤其是開展綠色先進(jìn)制造技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用,對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源的合理利用提出了更高的要求。第二,提高我國(guó)裝備制造業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的需要。我國(guó)加入WTO后,國(guó)內(nèi)企業(yè)的環(huán)保、技術(shù)、法制、經(jīng)濟(jì)理念需要及時(shí)更新。WTO體制及其規(guī)則允許各成員采取保護(hù)人體健康、動(dòng)植物健康、環(huán)境和自然資源等措施,提倡消耗適度、無(wú)污染、有利于環(huán)保的產(chǎn)品和服務(wù)。第三,先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的智能化水平正在加速提升,這給我國(guó)裝備制造業(yè)帶來(lái)更大挑戰(zhàn)?,F(xiàn)在世界先進(jìn)國(guó)家正在展開對(duì)工業(yè)智能化制高點(diǎn)的爭(zhēng)奪,特別是日本,對(duì)于工業(yè)機(jī)器人和家庭機(jī)器人的研究已經(jīng)開展了十多年,而且開發(fā)得非常成功?!笆濉逼陂g,國(guó)家將在制造領(lǐng)域成立綠色化、智能化制造聯(lián)盟,積極推進(jìn)業(yè)界的發(fā)展,加快中國(guó)裝備制造業(yè)的綠色化、智能化步伐。第四,先進(jìn)制造技術(shù)以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn),提高產(chǎn)品對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)。它不局限于制造工藝,而是覆蓋了市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和裝配、銷售、維修、服務(wù)以及回收再生的全過(guò)程。技術(shù)、人員、管理和信息的四維集成不僅涉及到物質(zhì)流和能量流,而且還涉及到信息流和知識(shí)流,即四維集成和四流交匯是先進(jìn)制造技術(shù)的重要特點(diǎn)。第五,積極承擔(dān)國(guó)家科技項(xiàng)目,加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外大型裝備制造商之間的合作。如與石油、化工公司開展從石油煉制到合成加工的各個(gè)方面的橫向合作研究;開發(fā)系列化綠色機(jī)械工藝用油,包括綠色極壓切削油、高速合成型電火花加工油、環(huán)保型多功能合成切削液、環(huán)保長(zhǎng)效防銹油等產(chǎn)品。在“十二五”期間,國(guó)家裝備制造業(yè)將投入大量精力開發(fā)工業(yè)機(jī)器人和智能控制系統(tǒng)。作為裝備制造業(yè)企業(yè),應(yīng)當(dāng)抓住這種發(fā)展機(jī)遇,在“產(chǎn)學(xué)研”的合作項(xiàng)目中,吸取豐富的營(yíng)養(yǎng)。
6.結(jié)束語(yǔ)
“十二五”期間裝備制造業(yè)的發(fā)展思路可總體概括為一個(gè)戰(zhàn)略、一個(gè)目標(biāo)。一個(gè)戰(zhàn)略指的是調(diào)整轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新升級(jí);一個(gè)目標(biāo)指的是推進(jìn)裝備制造業(yè)由大變強(qiáng)?!笆濉逼陂g,我國(guó)裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略思想是:深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路;以科學(xué)發(fā)展為主題,以加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和推進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)為主線,實(shí)施“調(diào)整轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新升級(jí)”戰(zhàn)略,圍繞建設(shè)裝備制造業(yè)強(qiáng)國(guó)目標(biāo),著力調(diào)整產(chǎn)業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)和企業(yè)的組織結(jié)構(gòu),帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和技術(shù)升級(jí);著力加強(qiáng)自主創(chuàng)新,加快形成自主技術(shù)、產(chǎn)品和品牌;著力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),大力發(fā)展高端制造業(yè),促進(jìn)形成新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn);著力推進(jìn)信息化和工業(yè)化融合,提升裝備制造業(yè)整體素質(zhì)。不斷發(fā)展的自動(dòng)化技術(shù),也正在這個(gè)方興未艾的“智能時(shí)代”中尋找著自己的廣闊天地。事實(shí)上,智能化在各領(lǐng)域的迅速普及,也許正是自動(dòng)化技術(shù)在未來(lái)的一片廣闊藍(lán)海,而自動(dòng)化也將助推智能應(yīng)用的發(fā)展。總之,我國(guó)要由“傳統(tǒng)”向“先進(jìn)”、“制造”向“創(chuàng)造”跨越,實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)高端突破,必須要實(shí)現(xiàn)“六大轉(zhuǎn)變”,即由粗放加工向精密制造和工藝創(chuàng)新轉(zhuǎn)變、由簡(jiǎn)單模仿制造向掌握核心技術(shù)轉(zhuǎn)變、由低附加值產(chǎn)品向高附加值產(chǎn)品轉(zhuǎn)變、由重生產(chǎn)規(guī)模向重質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變、由設(shè)備制造向系統(tǒng)集成轉(zhuǎn)變、由單純制造向制造服務(wù)化轉(zhuǎn)變。在2012年“第八屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì).新自動(dòng)化論壇”上[5],一些企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和專家認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)型的重要性。這充分體現(xiàn)了這些企業(yè)對(duì)市場(chǎng)環(huán)境的敏銳性。
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