简述智能制造技术范文

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1前言

近年来随着科学技术的发展，机电一体化系统已经逐步成为机械制造与发展的主要趋势，使更多的机械设备制造实现自动化、智能化的主要方式，机电一体化系统在智能制造中的深入应用，极大的满足社会发展需求，它将在工业发展中表现出无法比拟的优越性，满足工程可靠性与效率需求的同时，有效减少因人工操作造成的失误，从而实现精度的生产，对促进企业生产自能化方面有着举足轻重的作用。

2机电一体化概述及发展现状

首先，机电一体化技术主要是为了满足社会工业生产的需求，于20世纪60年代出现，主要是将电子与机械集于一体的先进科学技术，其中它涵盖了计算机、机械、信息技术、传感和自动控制等多项技术于一体的综合性技术。其中，详细的说机电一体化的基本组成部分主要有机械体，实现各部件之间的连接构造;驱动动力部分，提供动力并帮助机械实现能量的转化，使实现动力功能;遥感测试部分，检测机械内外部环境实现其预算计测功能;执行部位，接受控制信息，对要求动作完成;信息处理单元，运算、处理、决策、实现控制功能。这一技术进入21世纪以来，融入了微处理技术和计算机技术的精华，得到了快速发展，之后又融入信息电子技术，模拟人脑对生产流程进行分析判断，使企业的生产逐步实现智能化。其次，机电一体化发展现状介绍，机电一体化技术主要是应用于一些大型的生产企业中，机电一体化依赖于众多学科的先进技术的融合，实现对人脑的模拟，使其对企业机器生产的全过程能够进行有效分析，判断和处理，通过发出各项指令操作，通过机器实现复杂的生产流程，通过机械设备进行智能控制，运用机械操作代替人力的操作，使整个生产过程简单，便于管理，在极大减轻人工工作用负担的同时，也为企业的发展减少了很大的成本。随着世界经济一体化进程的加深，世界工业的发展早已不再仅仅局限于某一领域内，或是某一区域内，而是考虑利用最小成本的同时，实现世界各地的就地取材，面对这种发展现状，机电一体化体系也有了新的发展要求，将远程控制技术也应用于机电一体化体系中来，因此，不难看出机电一体化技术是伴随着生产技术要求和科学技术的发展不断向前发展的，机电一体化技术有着广阔的发展空间，另外，机电一体化技术也逐步打破企业的自有生产方式，通过对机电生产产品的统一标准，生产流程的规范，从而实现模块化的集成机电生产。

3智能制造技术及其发展

智能制造是指通过运用计算机程序模拟人类的思维活动，实现机器对在无人控制操纵下的机械自动化生产。智能制造技术已经成为现阶段机械制造技术主流的趋势，通过智能化的制造可以有效帮助人解决很多复杂繁琐的操作，极大的避免了因人工不小心失误造成的生产损失，提高了生产设备的精确度，因此，智能制造的应用要比往往传统的制造具有无法比拟的优越性。使机械设备的制造在人类不可能达到的空间展开。智能制造在机械生产制造方面已经为人类创造了很大的价值。智能控制技术是发展人类智能中一个重要的领域，其主要目的是为了改善以往传统制造中较为复杂多样的控制任务。

4机电一体化技术在智能制造中的应用

机电一体化体系中，智能控制的应用途径十分的广泛，在我们社会生产生活的方方面都有体现，随着科学技术的进步，现阶段的机电一体化正在逐渐向人工智能化的方向发展，这是社会发展所需求的在必然趋势，是经济发展水平与科技发展相结合的应然产物，在我国机械制造业发展过程中，能够有效快速实现机电一体化是机械制造发展的重点内容，机电一体化能在提高生产产品效率的同时，还能确保产品的质量，目前的科学技术水平在机械制造的领域内最大的实现计算机网络技术和智能制造控制技术有机结合，从而实现由人工管理操作到智能控制监管的有效过度。同时，智能监管控制的部分，还可以实现对机械设备运作的检测预测管理工作，实现对可能发生的机械事故有预测的作用，以确保生产的顺利进行，或是通过智能控制系统有效协调工作的进行。(1)机电一体化中应用智能制造的优势。智能控制技术对机电一体化系统中的程序或部分结构进行智能化调试与控制以保证程序系统工作的可靠安全性;工作人员采用计算机网络技术将编写的程序或是代码输入到机电一体化系统中，实现对机械的智能控制;智能控制技术可以实现根据外部环境变化，对其工作内容，进行调控，实现机电一体化工作的精确度。(2)以机电一体化体系中智能制造在建筑领域的应用做详细解释说明，智能控制在建筑领域的广泛应用主要体现在两方面，分别是在保暖制冷系统和建筑照明系统中。其中的照明智能控制系统，是通过应用通信技术和计算机网络技术两者有效结合实现的，能够有效的实现对照明区域，照明亮度，照明时间的合理控制与调节。从而有效节约能源，较大可能的提高资源利用率。(3)机电一体化技术中的智能制造在数控领域的有效应用。社会生活的各行各业都在应用机电一体化技术，而其中的数控技术对机电一体化技术的要求越来越高，数控技术由于其是进行大规模的生产，数控技术在逐步实现智能化方面具有很大的发展空间，利用计算机网络技术在数控方面实现智能监控，编程，建立自身的数据库。智能控制技术在数控技术中的应用还可以实现，在一些较为大型复杂的工程问题或是机器设备有问题的情况下，人工无法实现的检测，借助数控技术可以进行推理与演算，适时给出修改意见。

5结语

伴随着科技的发展，机电一体化在智能制造中的应用产品已经渗透到了我们生产生活的多方面，这种通过多种高新技术结合的产物极大的为我们生产生活带来便捷，这种机电一体化的智能发展方式进一步推动生产方式的深化改革。仍将有广阔的发展前景，需要我们相关从业人员根据实际的生产生活不断的进行改进，为我们社会经济的发展做更大的贡献。

参考文献:

［1］吴小龙．机电一体化技术在智能制造中的应用［J］．城市建设理论研究:电子版，2015，1(29):68．

［2］秦立峰．机电一体化技术在智能制造中的应用分析［J］．工程技术:引文版，2016(4):272．

［3］纪钰珩．机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用［J］．企业技术开发月刊，2014(8):42．

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2.整流二极管。选择整流二极管时,应注意以下参数。最大正向整流电流该参数与灯功率有关,所选二极管的额定电流值至少应是交流母线中峰值电流的3倍以上。对大功率灯而言,整流二极管不可直接并联使用,二极管的热电阻有差异,会使可靠性降低,最好用一组电流大的二极管。峰值反向截止电压,因工作温度高,一般要选用1200V的产品。滤波电解电容器,电解电容因会受到高频脉动电流的冲击和工作温度升高,选用高性价比的电解电容器就显得很重要。电容量及容差、额定电压、耐纹波电流、串联等效电阻(ESR)、允许温度等都是重要的技术指标,质量的好坏直接关系到使用寿命。

电解电容的耐纹波电流值应越大越好,如果电解电容的耐纹波电流值达不到线路要求,会严重影响其使用寿命。纹波电流流经ESR,会产生热量引起电解内部温度升高,目前制造商对电容器在额定工作温度下工作的纹波电流的确定,一般均遵循5℃原则。电容量的选择与输入电流中的谐波含量和灯电流的波峰因数以及镇流器的效率有关。电解电容的标记温度,必须大于实际工作温度,并留出一定的差值。

3.功率晶体管。功率晶体管工作在开关状态,选择的原则是:开关速度要快,饱和压降要小,集电极电流要大,在不增加成本的条件下,功率和二次击穿耐量越大越好。集电极额定电流应依据阴极导人电流峰值并留存足够的安全余量。开关时间要小,应重点关注存贮时间ts,从理论上讲ts小则开关功率损耗也小,更重要的是上、下两管ts值的对称。如果同一电路板上的两个管子的ts严重偏离,会使正负两个波形的面积严重不对称,导致管子过热损坏。

4.振荡变压器。 振荡变压器通常是在环形铁氧体磁芯上绕线制成,实际上是一个电流互感器。对磁环的要求是:首先磁导率应有负温度特性,转折温度在95'C左右;其次磁滞回线左右要对称并且近似为矩形;再次磁导率参数的离散性要小。要与供应商预约电感系数,并做到分档包装,否则,成灯功率的偏差不易把握。

5.滤波电感。灯功率在25w或以下时,通常在直流电路中插入L与C,组成简单的滤波回路。对于串模滤波电感,因其中流过直流电流,故要求磁芯应在不饱和状态下工作。又因灯内温度高,又要求电感量随温度变化要尽可能小。电感量不能随频率的升高而下降。灯功率大于25w时,一般要在交流电路中插入共模电感。共模电感是在同一磁芯上绕有两个相同匝数的线圈,往复的负载电流在磁芯内部产生的磁场相互抵消,磁芯不会饱和。灯功率大于45w时,产生的传导干扰会更大,当单纯使用共模滤波仍然不能解决问题时,还要加入差模电感。

二、 EMC滤波电路调试

分析传导干扰噪声源,可以发现共模噪声与差模噪声是相互独立的。辐射干扰起源于传导干扰。抓住传导噪声的抑制,产品就容易符合EMC要求。为满足标准要求,必要时可对两个噪声分量单独设计合适的滤波器。共模干扰信号主要是通过灯内元器件和线路的分布电容构成回路传输,共模干扰信号基本上都是属于高频信号。共模电感参数的选择,取决于开关频率以及所要求的衰减量,选用不同的电感参数,对应衰减共模干扰信号的频率也不一样。在输入功率较大的电路中,仅用一个共模电感不能达到标准要求时就要用两个共模电感了,其中一个可用环形磁芯电感。

三、开关晶体管的设计

开关晶体管的驱动信号有一个最佳值。基极电流Ib最理想的数值是集电极电流Ic的1/10左右,不过该电流的最优化值也是随晶体管不同而不同的。采用电流互感器驱动时,Ib应始终保持为Ic的1/10左右,无论Ic大小如何,均保持这个关系,就不会出现Ic小时,驱动功率过大;Ic大时,驱动功率不足的现象。按hfe合理设计驱动电流及其匝数比?使开关晶体管在导通时始终处于浅饱和状态。这样可以提高开关管的响应速度,并可最大限度地减少驱动功率的浪费和损耗。

驱动信号不仅有幅度的要求,还有波形的要求,即晶体管的开关渡越时间要短。开关渡越时间既与开关晶体管的开关时间有关,又与磁滞回线的角形比有关,还与电路参数的调试有关。取存贮时间ts相同的开关管制作镇流器,用半导体点温度计检测两开关管的表面温度,如果两管的温度差别较大,就可适当或加或减磁环的初级匝数,使之趋于平衡。开关晶体管的功率容限,即安全工作区SOA。有时灯电路中会有同时出现大电流和高电压的情况,尤其是灯在热态做开关试验时。用SOA值高的管子就不容易损坏。在无条件直接测试管子的SOA值时,可选用BVceo高的晶体管,BVceo高的管子一般SOA也高。

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中图分类号：F602.4　文献标志码：A

装备制造业是我国工业领域中最具发展潜力的产业，从近年出口统计来看，装备制造业成为我国对外经济贸易的最大产业之一。从发达国家发展经验来看，高度发达的装备制造业是一个国家产业结构升级的标志，与此同时，也决定了其在全球化经济发展分工所占据的地位。产业升级的重要标志，是决定其在经济全球化进程中分工地位的关键影响因素之一。装备制造业处于产业的中间领域，具有极大的产业带动性，作为整个工业的基础和制造业的核心，装备制造业在经济发展中起着无可取代的主导作用。

1　装备制造业技术创新存在问题及原因分析

近年来我国装备制造业取得了较大的发展，可以制造世界领先水平的火力和水力发电机组，大型冶金、石油化工设备等等。但是与国际先进水平相比，我国的装备制造业还有较大的差距，主要存在以下问题：第一，重大核心技术装备主要依赖进口。我国通过不断的努力掌握了普通机械产品的生产能力，但是这些大多数都从属于低水平的加工，对于真正涉及到国际先进水平的核电设备制造业、干线飞机制造业、燃气机轮制造业等等，均不具备生产能力。其次，我国装备制造业的薄弱环节在于关键部件、数控系统和发动机。数控系统通常被认为是装备的神经系统，对于装备的先进性与前沿性起到了决定性作用。由于我国目前在软件技术和电子元器件严重落后，这极大程度的制约了我国装备的自动化水平。第三，无数实例证明我国装备制造业的自主创新能力还十分薄弱。从装备制造业企业的分布来看，相对大型的国有企业基本上处于老工业基地，它们通常都背负着沉重的历史包袱。这一负担使得改革无法推进，企业发展举步维艰，很多制造业企业根本没有形成规范的管理结构。调查结果显示：在众多接受调查的企业中，36.56％的企业采取跟随战略以适应技术创新的大潮流，接近一半的企业主要采取的是“引进吸收”的方式提升技术水平，仅有20％左右的企业依靠自主研发谋得生存。对于多数电子与通信设备和机械产品来说，超过半数企业的核心技术是从国外直接引进的，这直接导致了自主创新能力的严重不足。

造成以上问题的主要原因在于：第一，缺少技术创新观念。传统上对于制造业的认识仅仅局限于生产和销售领域，对于创新方面的职能并没有明确的认识，这极大的阻碍了我国制造业的发展。虽然“中国制造”席卷全球，但是我国的制造业却仅仅局限在制造，基本上不具备掌握核心技术的能力，技术创新能力缺失是我国制造业未来面临的巨大挑战。第二，最近几十年经济发展的经验证明，技术创新对于一个行业的发展来说起着至关重要的作用，然而由于技术创新自身不确定性高、创新周期长、资金投入高等特点，使得制造业对于技术创新往往是望而却步。第三，缺乏具有总体设计、成套能力和系统服务功能的技术创新支持系统。从发达国家的实例来看，它们多是将设计单位、安装企业、制造企业、研究单位和用户紧密连接在一起，来进行装备产品的生产与制造。可见，装备业的发展并不是一个简单的线性过程，而是一个复杂的巨系统，要使我国装备制造业真正适应经济的全球化、国际化，必须给予他们以扶持，使装备制造业的技术创新得以实施，核心竞争力得到确实的提升，构建装备制造业技术创新支持系统是解决这一问题的有效途径。

2　装备制造业技术创新支持系统的构建研究

2.1装备制造业技术创新支持系统的构建原则

需要注意的是，在市场经济条件下国家的宏观调控是经济有序运行的重要保障，因此支持系统必须是政府主导的模式，只有这样才能保障这批具有举足轻重作用的经济机器正常运行。可见，支持系统的建立需要涉及到政府等多个部门的共同的参与，是一项复杂的系统工程，其关键在于确保装备制造业可以顺利的进行技术创新，确实提升装备制造业的综合竞争力。在构建过程中需要遵循一定的原则，主要包括以下内容。

(1)科学性原则。支持系统的构建是整个装备制造业后期发展的基础，因此是否选择了科学合理的构成要素和执行标准，成为影响支持系统构建科学性的重要因素。在选择过程中，必须要避免出现主观臆断的现象，不能随意的将要素选人支持系统当中。应该从系统的角度出发，支持系统是一个复杂的巨系统，系统中的各要素除存在一些自身特性之外还存在着复杂的相互影响作用。

(2)过程性原则。系统的运行是整个支持系统是否有效发挥作用的关键，因此我们在构建系统的过程中要特别注意过程性特点。同时要注意的是，技术创新并不是一个仅仅涉及到技术问题的过程，技术是技术创新很重要的一部分，出技术之外还存在着众多相互作用的子系统，这些子系统的关联方式不是一种简单的并联方式，而是相互串联的关系。也就是说，技术作为技术创新最核心的部分也不可能摆脱其他子系统而独立存在。技术创新的过程包括：技术创新资金投入、技术创新源获得、技术创新实施、技术创新产出等方面出发构建技术创新支持系统。

(3)可操作性强原则。从以往的研究成果来看，学者们过分注重支持系统的理论性，而忽视了实际中的可行性问题。部分要素虽然具有重要的理论意义，但是在现实中根本无法获得，这直接导致了研究的无效性。因此，在要素选择时一定要选取能够实际促进装备制造业技术创新发展的要素。在支持系统的构建过程中要尽力避免出现数量庞大的系统要素的情况，如果系统要素的数量巨大就会造成可操作性不强的弊端，要争取做到要素的特点和重点并重，在实际中便于操作和掌握。

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智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节。具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。是信息技术和智能技术在装备制造过程技术的深度融合与集成。加快推进智能制造，是我国在全球新一轮产业变革竞争背景下出台的《中国制造2025》的主攻方向。广东省作为国内制造大省和全球重要制造基地，也对接印发了《广东省智能制造发展规划（2015-2025年）》。针对广东省制造业的创新能力、产业结构、信息化水平的缺乏竞争力的问题，大力实施创新驱动发展战略，推动智能制造核心技术攻关和关键零部件研发，推进制造过程智能化升级改造，实现“制造大省”向“制造强省”转变。创新驱动，智能化升级改造需要国际领先水平人才的引进和高等院校实战型工程技术人才培养。我院智能科学与技术专业就是面向广东智能产业的深度融合设置的。其专业实验平台的建设需要针对广东省高端装备、制造过程、工业产品智能化等领域的薄弱环节，以“机器智能”为方向，完善实验教学体系、整合实验教学资源，开设综合性、创新性的实验项目，培养学生实践能力和创新意识。紧密联系企业，针对智能制造关键技术协同创新。培养具有智能系统开发与设计、智能装备的应用与工程管理能力；能在智能装备、智能机器人、智能家居等领域从事智能系统的是开发与设计、应用于维护、运营与管理的“厚基础、强应用、能创新”的高素质工程应用型人才。

1专业实验平台建设思路

面向智能制造专业实验平台的建设，依据《广东省智能制造发展规划（2015-2025年）》中发展智能装备与系统，工业产品、制造流程智能化升级改造的任务，从智能科学与技术知识体系中提取专业发展方向的课程，建立完善专业实践教学体系。以“机器智能”为方向建设人工智能与机器人实验室为核心，以项目、科技竞赛、紧密对接企业协同创新为手段，培养学生能够运用工程基础知识和专业理论知识设计工程实验，分析实际问题的能力，培养学生查询检索资料文献获取知识的能力，培养学生能够综合运用自然科学知识、专业理论知识和技术手段设计系统和过程解决实际问题的能力。通过科技竞赛等活动，培养学生在团队里具有工程组织管理能力、表达能力和人际交往能力。通过与企业的合作，掌握基本创新方法，并让学生具有追求创新的态度和意识，以培养学生的综合素质和能力为重点。立足华软学院电子系电子信息工程嵌入式专业、自动化专业、通信工程专业现有的平台优势，按照“整合、集成、共享、提升”的基本思路，完善支撑体系，优化验教学资源配置，建设一个能够与广东智能产业深度融合的阶梯形层次化实验平台。

2实验平台建设内容

智能科学与技术专业实验实践平台的建设要依据实验教学体系的构建，突出面向智能制造工程实践为特色，按照学生的成长需要，建立阶段化、层次化、模块化的实验教学体系。

2.1专业实践课程体系建设

面向智能制造的智能科学与技术专业定位是以工程应用型人才培养为目标的，是在通识教育基础上的特色专业教育。专业课程体系的建设首先还是以培养学生具有扎实自然科学基础知识，人文社会科学知识和外语应用能力为基础，其次是智能科学与技术专业技术基础课程，如数字系统与逻辑设计、数字信号处理基础、信号与系统、电路分析与电子电路；c语言程序设计与算法分析、数据结构、数据库与操作系统、微机原理与接口、传感器与检测技术等。最后是专业方向类课程，也是专业的核心课程，如制造业基础软件中的嵌入式软件、工业控制系统软件，工业机器人中人工智能技术应用和智能控制技术。主要有知识获取模式识别；数据通信与网络；嵌入式系统移植和驱动开发；嵌入式应用开发；人工智能与神经网络；智能控制技术；机器人学等课程。培养学生具备计算机技术、自动控制技术、智能系统方法、传感信息处理等技术，完成系统集成，并配合专业实践课程体系如图1，完成电子工艺实习、技术基础课程、核心课程的课程设计和综合项目实验，并在工程应用中实施的能力。

2.2实践教学体系建设

依据专业实践课程体系，构建主要包括计算机基础、电路基础、信息与控制基础、嵌入式技术、机器智能系统五大模块开展不同学习阶段层次化的实验教学体系。主要包括基础类、专业实训类、综合创新类。

1）基础类实验注重开设与课堂教学中基本理论相结合的精品实验项目，并逐步提升基础实验课时的比例。从实践中启发引导学生牢固掌握基础理论知识。除此之外，还要注重工作方法和学习方法的能力培养，如收集信息查找资料、制定工作计划步骤、从基础理论到解决实际问题的思路以及独立学习新技术的方法和评估工作结果的方法。培养学生厚实的专业基础知识和能力。

2）专业实训类实验主要以项目教学、案例教学、情景教学方式培养学生利用专业知识及方法独立解决行业领域内的任务和问题并能够评价结果的能力。如智能传感应用项目，人工智能技术实验项目，知识表示与推理项目，计算智能项目，专家系统，多智能体系统；机器人项目，如最小机电系统组成，如何完成对电机的控制；利用单轴或双轴控制平台实现基本搬运装配作业。

3）综合创新类实验注重培养学生从理解问题域开始，获取数据和知识、开发原型智能系统、开发完整智能系统、评估并修订智能系统、到整合和维护智能系统六个阶段构建智能系统。如开展人工智能技术在智能制造中的应用包括产品设计加工、智能生产调度、智能工艺规划、智能机器人、智能测量等；直角坐标机器人实现码垛搬运、多关节串联机器人、弧焊机器人实训等。

4）科技竞赛、与企业协同创新，通过观察记录待智能化升级的工厂生产过程，发现定义问题、提出假设、搜集证据检验假设、发表结果、建构理论等实验过程设计的能力。培养学生掌握基本创新的方法，团队协作管理能力、表达沟通能力等。如嵌入式设计大赛、机器人大赛等科技竞赛；以及针对自动化生产线的嵌入式工业控制系统设计；针对原材料制造企业的集散控制、制造绦屑成应用；针对装备制造企业的敏捷制造、虚拟制造应用；工业机器人在汽车、电子电气、机械加工、船舶制造、食品加工、纺织制造、轻工家电、医药制造等行业的应用。

2实验教学保障

智能科学与技术实验平台建设以人工智能与机器人实验室建设为核心，结合目前学院嵌入式系统实验室、自动控制实验室、传感器技术实验室、通信原理实验室资源，仪器设备共享共建的原则，系统化筹备购置。人工智能机器人实验室主要针对智能系统设计开发和机器人应用，基于计算机系统的人工智能技术学习应用包括人工智能技术在智能制造应用和工业机器人仿真软件ABB Robot Studio。基于“探索者”机器人系统控制实训箱Rino-MRZ02（包含履带机器人、双轮自平衡机器人、5自由度机械臂、6自由度机械臂等）

可以开展的项目有：利用启发式算法、遗传算法、蚁群算法等模糊数学理论对工业产品设计进行性能模拟、运动分析、功能仿真与评价；利用人工神经网络自学习、自组织构造产品加工过程新能参数预测模型。利用模式识别、机器学习、专家系统、多智能体系统进行感知、并对环境的改变进行解读、动作进行规划和决策；利用专家系统、遗传算法、模糊逻辑集中式解决生产调度多目标性、不确定性和高度复杂性的问题，寻求最优规则，提高调度的速度；利用蚁群算法、遗传算法分布式多智能体系统进行问题分解、彼此协商、任务指派、解决冲突。

履带机器人可开展电机控制实验；运动控制实验；HD轨迹控制实验；无线通信实验。双轮自平衡机器人呢可开展自平衡模块实验；倒立摆算法实验；双轮载具运动实验。6自由度双足机器人可开展双足运动控制实验；步态规划实验；双足平衡实验；机构改装实验。5自由度机械臂可开展机械臂运动控制实验；颜色分拣实验。可扩展为8自由度双足机器人、轮腿式机器人等技能提高类课程设计。

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中图分类号：TF046 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）15-0051-01

1 绿色制造技术

广义的绿色制造涉及的问题包括四部分：首先是设计；其次是制造；再次是资源；最后是环境。绿色制造是这四部分内容的交叉和集成。

绿色设计是以保护环境资源为核心理念的设计过程，在产品及其寿命周期全过程的设计中，要充分考虑对资源和环境的影响，在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时，更重要是使产品及其制造过程对环境的总体破坏减到最小。在绿色制造实施过程中，绿色设计是关键。绿色产品设计，不仅要减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，而且要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用。

绿色制造工艺技术是在传统工艺技术的基础上，结合环境科学、材料科学、能源科学、控制技术等新技术融合进化发展出的先进制造工艺技术。绿色制造工艺技术根据制造系统的实际，尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、噪声低、对环境污染小的工艺方案和工艺路线，实现绿色制造的目标

要求。

绿色制造工艺技术可划分为3 种类型：节约资源型、降低能耗型、环境保护型。节约资源型工艺技术是以加工制造工艺的整体流程为改造载体，着力降低环境污染并且提高资源的利用率。降低能耗型工艺技术是指在生产过程中，降低能源及能量消耗的工艺技术。环境保护型工艺技术是指采用一定的技术革新，使工业生产中产生的废气、废液、废渣、噪声等危害因素尽可能的减少或彻底消除。

绿色资源包括绿色材料和绿色能源的合理使用。对于绿色材料，绿色制造要求选用来源广泛、加工制造方便、可以再生和回收，便于降解的材料。绿色能源要求选用能耗省、环保好、储量多、可再生的能源。大力发展使用太阳能、风能、水能、地热能、生物能、潮汐能等可再生能源的制造业。

2 绿色制造技术在机械加工中的应用

2.1 干式切削技术

干式切削是为保护环境、降低成本而有意识地不使用切削液，在无冷液条件下进行切削加工的切削加工的方法。

2.2 准干式切削技术

准干式切削技术是将干、湿加工的有点结合，是在切削刀具的切削刃上喷上一层油，切削加工的时候，油在刀具和工件之间形成一层油膜，保护刀具和工件，避免热量产生，提高加工精度。它所使用的切削液很少，约占湿加工的六万分之一， 但其效果却十分明显，并可取得与完全干式加工相同的效果。

2.3 风冷却切削技术

风冷却切削技术是经过除湿器将水分除去后的空气，输送进入空气冷却器，当温度达到-30°后，再将冷风送至切削部位，同时向加工部位喷少量的无害植物油，会起到防锈并且有一定作用，从而有效地实现节约资源的机械加工。在风嘴的对面装置有集尘设备来收集废屑和尘土，通过集尘器滤去切屑。

2.4 刀具技术

干式加工对刀具材料要求很高，它要求材料要具有很高的红硬性和热韧性以及良好的耐磨性和抗粘结性。对刀具的几何参数和结构进行设计时，要满足干切屑对断屑和排屑的要求。

2.5 机床技术

干式加工在切屑区域会产生大量的切削热，不及时散热，机床会因受热不均匀而产生热变形，因此机床应装备循环冷却系统。干切削产生的切屑是干燥的，所以尽可能的将干切削机床设计成立轴和倾斜式床身。对于精密切削加工机床，应在机床上配备监控系统。

2.6 水喷射加工技术

水喷射加工技术是利用水或水中加添加剂的液体经增压器、储液蓄能器后，形成300 m/s～900 m/s的高速液体流，喷射到工件表面，达到去除材料的目的。

2.7 减磨技术

在机械工业中，适当的使用减磨剂能有效地降低摩擦阻力、减小机械磨损、降低能源消耗及延长发动机使用寿命。除使用减磨剂外，可以采用将金属抗磨剂混入到油中的方法来达到节能降耗的目的。

2.8 优质清洁表面技术

对于一些耐磨性要求高的重要零件，采用离子束辅助镀膜技术，利用沉积原子和轰击离子之间一系列的物理化学作用，可在常温下合成各种优质薄膜。采用新型节能表面涂装技术——自泳涂装，由于没有磷化工艺，整个自泳涂装系统中没有重金属的参与，简化了后续的废水处理程序，属无污染清洁生产工艺。另外，自泳涂装所需工位少、操作简单、运行成本低廉。

2.9 快速成型制造技术

快速成型制造技术是一种快速生成模型或者零件的制造技术。在计算机控制与管理下，依靠已有的CAD数据，采用材料精确堆积的方式，即由点堆积成面，由面堆积成三维，最终生成实体。依靠此技术可以生成非常复杂的实体，而且成型的过程中无需模具的辅助。快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一定厚度的材料反复打印在平台上，循环往复，直到生成整个成型件。按照不同的实现工艺，材料可以是纸张、塑料、金属、陶瓷等各种材料。快速成型制造技术既节约资源、降低制造成本，又能减少加工废弃物对环境的污染，同时也大大提高了新产品样件的制造速度。

2.10 工艺模拟技术

工艺模拟技术主要用于热加工过程，是应用模拟仿真、实验测试等方法，在模拟真实的环境下进行材料加工，显示出材料在加工过程中的理化性质和缺陷的演变情况，预测其性能质量，达到优化工艺设计的目的。

3 结束语

随着我国经济的加速发展，环境破程度加剧，面对资源枯竭与能源危机，大力倡导绿色制造技术能够缓和经济发展与环境保护之间的冲突，并且符合可持续发展的策略。所以，绿色制造技术的应用势在必行，广大从事机械制造、加工的人员必须不断的提高自己的科学技术水平，使我国的绿色制造技术能够走在世界的前列。

参考文献

[1]刘飞，陈晓慧，张华.绿色制造[M].北京：中国经济出版社，1998.

[2]张华，刘飞，李有如.绿色工艺规划的决策模型及应用案例研究[J].中国机械工程，2000，11（9）：979-982.

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中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）04（a）-0024-02

从我国的发展情况看，目前，变电站智能化已经进入到全面建设阶段，变电站的智能化是智能变电网中最核心的问题之一。我国电网公司针对该问题，专门出台了相关政策，不仅规定了变电站智能化改造技术的原则，同时也指出了变电站智能化应遵循的基本原则。由此可以看出，在变电站智能化中，关键不仅在于解决技术和智能化设备之间的问题，同时还要保证施工现场的方案正确落实，从而完成改造任务。

1 智能变电站的特点

智能变电站在智能电网中有着重要的地位，和传统的变电站相比，智能化变电站的稳定性更强。在智能变电站中，能够对变电站的信息进行全面的分析，监控变电站中关键设备的运行情况，并上报出现的异常信号、故障信息，从而为工作人员提供参考，保证变电站运行的稳定性。总的来说，智能变电站的特点可以总结为以下四方面：

第一，智能化。随着科学技术的不断发展，传统的常规模拟信号以及控制电缆逐渐被数字信号和光纤代替。例如在测控保护装置方面，无论是输入信号还是输出信号，都是数字通信信号。同时，变电站的通信网络也逐渐在朝着现场的方向发展，现场的采样数据、开关状态信息能在全站内共享。

第二，数字化。在智能变电站中，能够对一、二次设备进行灵活的控制，具备双向通信的功能，能够通过信息网对智能变电站中的信息进行处理，从而使得变电站采集、传输、处理、输出的整个过程完全数字化[1]。

第三，信息共享标准化。智能变电站通过相关的科学技术，可以将传统变电站中的数据统一并简化，从而使得信息共享更加标准化，能将众多的独立信息互相连接起来，成为智能设备的信息获取平台。

第四，互动化。智能变电站能实现智能设备之间的联系、互动，在保证变电站正常运行的情况下，还能实现和其他层面的联络，例如中心站和受控站之间的联络，满足用户的多样化需求。

2 变电站智能化改造关键技术的解决方案

2.1 网络技术优先

智能变电站和传统变电站的最大区别之一，就是能够保证变电站内所有信息的智能化。通过建立数字化信息平台，从而保证对智能设备的有效控制，达到变电站内信息共享的目的。想要达到这个目的，其核心之一就是网络技术。在智能变电站的相关标准中，对过程层网络和站控层网络提出了技术与质量要求也体现出了网络在变电站智能化中不可替代的作用。因此，在变电站智能化改造中，首先要注重的就是网络技术。

在网络技术中，主要有两个问题需要解决：网络硬件搭接与网络配置问题。在网络硬件搭接中，应当保证网络电线连接、光缆按质与二次电缆敷设的同步性，这样一来可以保证缆线敷设技术的顺利完成，为智能变电站中网络的标准化以及其他的改造工作提供条件。同时，在过程层网络方面，应当将结构设计为星形结构。在站控层、简陋层以及过程层中，不仅要严格遵照VLAN配置图，结合VLAN提供的IP地址进行分配，同时还要根据提供的设备型号以及端口型号进行连接。变电站智能化属于一项全新的技术，无论是在理论方面还是在具体实施方面，可能都会出现一定的问题，因此需要变电站中的各个部门共同合作，不断完善相关的智能化设备以及施工技术。在网络建设中，除了硬件的搭接之外还要对网络配置进行设置，涉及到CID、ICD、SSD、SCD文件，这几种文件的关系与作用如下：首先，ICD文件的主要作用是对IED文件进行描述；其次，SSD文件主要对变电站中的一次系统结构与相关节点进行了描述；第三，SCD文件一般是由系统集成商完成的，其主要作用是对变电站中的IED文件进行描述[2]。同时，SCD是最终保留和生成的文件，是建立在ICD和SSD文件基础上的；第四，每一个IED文件都会有一个对应的CID文件。由此可以看出，ICD文件的主要描述的是配置工具合成，ICD和SSD文件主要是由IED文件通过全站配置工具而成，再根据SCD文件来指导智能变电站中装置和系统配置的搭接。

2.2 避免施工过程中不同设备之间出现的冲突

从建设情况来看，设备安装过程中出现冲突的情况主要有以下两种：第一，控制室屏位冲突；第二，新旧一次设备冲突。

变电站智能化的改在是建立在远程终端更换的基础上的，因此在新旧设备的使用中存在一定的过渡期和共存期。在这个过程中，由于环境监控设备、视频监控系统，以及各类新增的设备，很可能使得屏位增加，导致控制室内没有足够的空间，难以满足变电站智能化的要求。因此，为了保证变电站智能化施工的正常进行，可以先建立一个全新的主控制室，如果工程的资金有限，那么也可以根据变电站的电压等级或者其他相关规定建立较为分散的保护室。

在新旧设备冲突方面，在施工过程中，可以先将不使用的旧设备拆除，并转移到相关地点后再进行新设备的制作与安装。在此过程中要注意，很多传统的变电站设备重量较重，而为了保证变电站的正常运作，需要尽量缩短变电站停电的时间。这也就意味着，在设备安装之后，二次设备并没有太多的调试时间。同时，不同的变电站在二次设备的调试时间方面也有着不同的要求，一般的变电站，可以根据相关的要求对二次设备进行供电调试。而对于智能终端一次性设备来说，可以通过安装智能汇控柜、易地调试等方式来保证其工作的稳定性，并分析其中存在的问题，采取相应的解决措施。

2.3 运用电子互感器进行预调试

在变电站智能化的施工过程中，可以通过电子互感器进行调试。而电子互感器和变电站中的设备进行连接时需要大量的光缆线，在高压的状态下很可能出现连接信号不稳定、调试工作量大等等。而智能变电站中，电子互感器又是必不可少的一部分，因此，为了保证现场施工的准确性，可以对电子互感器进行预调试，从而保证工程的顺利施工，提高工程的质量[3]。

3 结语

在变电站智能化施工的过程中，往往会遇到很多问题，因此，需要对其中的关键技术进行研究和分析，并采取相应的措施解决问题，才能保证工程的顺利实施，从而提高智能变电站的安全性。

参考文献

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中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0092-01

前言

智能化变电站是智能电网的基础设备和重要建设内容。国家电网相继了《智能变电站技术导则》、《变电站智能化改造技术规范》等相关政策，为变电站智能化改造的建设技术提供了理论基础和依据。500kV变电站可以同时实现设备信息、运行维护和电力调度等之间的互动，实现对变电站的优化综合管理，保证变电站运行时数据的采集、处理、信息共享等，实行实时控制和智能调节，确保变电站及各级电网的安全运行。

但是，由于各个地区的实际情况和管理技术等存在一定的差异，在对各个地区进行智能化改造时，要充分考查和分析当地的实际情况，实施方案的技术细节上注意差异性。目前，500kV变电站智能化改造技术尚不成熟，在进行改造的过程中仍需不断改进。

1.500kV变电站现状分析

在我国，500kV变电站是国家电网运行的枢纽变电站。到目前为止，已经有大部分的500kV变电站应用了计算机监控技术和微机化电气保护装置，但在应用过程中仍存在一些实际问题，如采集资源重复、系统多套及设备操作性差等多方面问题。这些问题直接影响着变电站的安全运行，大大降低了变电站的运行效率，不利于电网的安全运行。

随着计算机技术的快速发展，通信网络的日益普及，使得变电站智能化系统有了很大的改进，促进了许多新技术的应用，变电站的应用系统逐渐增多。新技术的出现和应用大部分是为了满足变电站的需求，致使许多应用系统之间缺乏一定的联系和协作，各成一个体系，缺乏信息共享。另外，变电站内仍然存在一些来自其他行业的现场总线通信协议和一些私有协议，这样就日益增加了用户对原厂家的依赖性，致使后期的电力维护得不到保障，使得电力企业面临艰巨的挑战。因此，必须加强对500kV变电站智能化的改造，充分发挥智能化变电站的信息化功能，灵活、快捷的发展新技术、应用新技术，实现信息资源的共享。

2.500kV变电站智能化技术改造方案

依据国家电网公司的《智能变电站技术导则》的相关规定和要求，对500kV变电站进行智能化改造，主要包括以下几个方面的内容。

1.主设备的智能化改造。研究和安装合适的变压器、断路器的监测系统，并积极开发和应用智能组件，包括合并单元、智能终端和在线监测单元。合并单元采集电流、电压等模拟量信号，经装置内部的智能原件将模拟量装换为数字量，经由光纤传输给其他智能保护测控装置；智能终端采集本间隔开关场地内所有设备的异常信号、状态信号、故障信号及模拟量温度信号，并将信息经由光纤传输给智能监控系统，同时接受监控系统发出的分合闸指令并执行。从而实现本间隔内的设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、检修状态化、运维高效化，充分实现高压场地的智能化；研究和开发利用500kV的智能组合开关、避雷器等装置。为后期的状态检修和输变电状态监测提供便捷。

2.信息一体化平台改造。全站配置微机监控服务器、数据服务器、综合应用服务器、数据通信网关及网络交换机，保护装置、测控装置与一次智能一次设备间建立光纤通道，为各个应用系统提供统一、标准、规范的信息数据，实现信息的实时共享和调度。实现变电站信息的统一性、标准化和规范化，实现二次系统网络化。

3.研究和开发高级应用系统。在实现信息一体化的基础平台上对变电站进行高级应用系统的开发和利用，集智能开票、设备联合、一键控制、智能预警及故障分析和维护等多项功能于一体的高级应用系统，有助于实现变电站运行操作简便、智能调度和控制等功能。

4.辅助系统智能化改造。研究和开发智能巡视系统，有利于对开关刀闸位置进行监测，还可以对一次主设备的红外温度进行监测；一、对站内照明系统进行绿色化改造；二、对站内安防系统进行智能化改造；三、对站内端子箱进行智能化改造；通过智能辅助控制系统对摄像机、门禁、火警、空调、积水及温感等子系统智能化的控制，从而实现了变电站无人巡视、无人值班的智能化应用。500kV变电站智能化改造框架如图1所示。

3.智能高级应用

3.1 智能预警与故障综合分析

实现智能预报和故障综合分析需要完成三个方面的故障推理，包括单事件推理、关联多事件推理和故障智能推理。单事件推理指的是对每一个给出的警报都要进行推理分析，可以提供有关预警的信息、发生原因、处理方法及相应图解等；关联多事件推理指的是对多个事件进行综合性的推理和分析，并提供综合的信息和处理方法；故障智能推理指的是依据故障的类型及发生条件，综合其运行方式、开关位置及状态等多方面进行综合性的判断，并提供相应的故障信息、结论及处理方式。

目前，智能预警和故障综合分析功能还存在一些故障识别率低、实际状况复杂等问题。在实际应用中，由于故障录波通道的配置比较灵活，在一定程度上为故障综合分析系统增加了工作量。以后变电站会实现智能预警和故障综合分析的智能化发展。

3.2 AIS设备一键式顺序控制技术

顺序控制是500kV变电站智能化改造的重要部分。由于AIS设备存在开关设备状态确定的问题，限制了AIS设备的一键式顺序控制的应用和发展。应用智能巡视系统对AIS设备的开关状态进行识别和确定，开发和应用相关的接口程序，有助于实现AIS设备的一键式顺序控制。例如，开关刀闸的位置识别一般是通过对图像中刀闸区域内的直线进行计算和分析，从而确定开关状态。将源图像中刀闸区域的矩形位置与H矩阵中的刀闸位置进行匹配，再应用Hough变换进行直线计算，进而识别开关刀闸的状态。

开关刀闸的位置识别技术已经进行了试验和应用，但在天气状况比较恶劣的情况下，其识别率仍旧比较低，这成为实现AIS一键式顺序控制的应用与发展下一个需要解决的问题。可以对识别算法进行一定的改进和完善，来提高其识别率。之后还可以利用刀闸位置的判断进行对恶劣天气的判断，进一步提升识别率。

4.总结

目前我国的500kV变电站智能化改造技术水平有待提高，其中一次设备智能化、信息一体化及高级应用系统等技术是实现变电站智能化的关键技术。本文通过对500kV变电站主设备的智能组件技术、信息一体化平台建设、辅助系统智能化、一键式顺序控制、智能预警及故障综合分析等技术进行研究和探索，并将成熟技术应用到500kV变电站智能化改造中，从而实现我国电网运行的智能化控制。加强500kV变电站智能化改造技术的探索和研究，不断提高建设水平，优化设计方案，有助于国家电网运行的安全性、可靠性，有助于推动国家电网智能变电站的全面发展，为未来智能化变电站的建设提供更好的技术支持和依据。

参考文献

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中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）20-0142-02

1 前言

机械制造技术基础是目前我国机械类专业本科期间普遍开设的主要专业课程。课程主要包括机械加工工艺、金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具、机械零件加工质量分析与控制等几个主要部分[1]，旨在加强学生对机械加工工艺、机床、夹具以及刀具等机械加工中的常识性知识的理解，使学生具备一定的分析和解决机械加工中实际问题的能力，并且初步具备解决加工现场工艺问题的能力，为以后实际工程问题的解决奠定基础。机械制造技术基础课程在整个机械设计和制造及生产过程中都占据着重要地位，该课程实践性强，涉及知识面广，因此，机械类学生必须具备一定的实践能力。

2 当前教学模式

目前的机械制造技术基础课程的授课模式仍然是以传统的课堂讲授为主。对于抽象知识，通常使用图示和多媒体教学的方式辅助学生理解。在本科教学方式还不成熟的时期，灌输式教学是必然的选择，亦是无奈的选择。灌输式的教学方式可以最快地使学生熟悉大量的知识点，了解繁复的制造技术。但是现在若仍采用灌输式教学，则难以继续满足该门课程的教学需求，更难以培养出能做到学以致用的机械类人才[2-3]。

首先，灌输式教学无法使学生直观地理解课程中大量的抽象概念；

其次，该种教学模式难以激发学生的学习热情；

最后，一味地由教师在课堂上讲述而脱离了生产实际，将会使得学生在参加工作后无所适从，不能真正理解自己的工作内容[4]。

3 关于机械制造技术基础课程改革的讨论

机械工程是一门理论与实践并重的学科，教学必须要以实践为出发点和落脚点。在教学过程中应当从实践出发，引导学生参与课程，而最终的目的是要培养出具有解决实际问题能力的优秀机械人才[5]。显然，当前的填鸭式教学模式难以充分实现这一目标。因此，下面结合对该门课程的教学经验，探讨关于机械制造技术基础课程改革的一些观点。

机械制造技术基础课程是对原来的“机械制造工艺学”“金属切削机床”“金属切削原理与刀具”和“机床夹具设计原理”4门课程的教学内容进行重新集成、整合和更新，导致目前课程学时相对少、内容多，理论与实践分离，使学生难以真正地理解课程内容。由于课程的特殊性，机械制造技术基础是无法脱离实践而进行教学的，然而现在普遍的教学方式都是由教师在课堂上讲授课程，缺少实践环节。

应用型的本科教育既不是培养传统的技术工人，也不是培养主攻理论的科研人员，而是致力于培养一种介于二者之间的人才，既具备理论基础，又具备解决实际问题能力的工程技术人才。因此，机械制造技术基础课程不能脱离实践，而应该同实践紧密结合。

在授课形式上，应当有充分的课时引导学生利用学校资源参与实践。仅以金属切削为例，对于刀面、切削刃等较为直观、容易掌握的知识点，通过图示或多媒体的教学方式就可以使学生得到充分理解；但是对于诸如不同的切削用量对加工表面质量究竟会造成何种影响等更为感性和抽象的知识点，没有亲自的实践和现场观摩是难以得到深刻理解的。

4 关于机械制造技术基础课程改革方案的实施

由前述讨论可知，机械制造技术基础课程需要安排一定量的实践课时，以实现理论与实际相结合的教学效果。实践课程至少要占到总课时的1/3以上，有条件的学校甚至可以考虑将比例扩大至1/2左右。以下是结合教学经验提出的机械制造技术基础各个部分实践课时具体内容的实施方案。

金属切削与磨削加工 在实践课时中让学生亲自体验各种成型方法的工作方式，加深对各种成型方法的理解；让学生直观地感受不同的切削和磨削用量对表面质量的影响，以及不同的刀具材料和几何参数对加工表面质量的影响；如果教学条件不足，可以由教师选择较优和较劣的方案分别进行加工以节省成本和时间。

机械加工工艺规程的制订 工艺规程的制订是一项需要长时间积累的工作，然而当前的教学中关于工艺学的部分更注重理论授课而缺乏实践操作。在理论课程讲授完之后，可以让学生在课下完成某个工件的工艺规程的制订，并在实践课时中让学生按照自己所编写的工艺规程进行加工，通过实际操作切实感受到不同水平的工艺规程对加工效率和加工质量的影响，加深对工艺规程的理解，了解工艺规程的制订在机械加工中占据何种地位，工艺规程的优劣对机械加工将会产生何种影响。同样，如果客观条件无法满足每个学生都实际参与加工，可以由教师选择较优和较劣方案分别进行加工。

机床夹具 机床夹具种类繁多，仅靠图示难以表述清楚，而类似三爪卡盘等较大夹具难以拆卸，不方便在课堂上展示，具体的工作原理仅靠课堂讲述也难以表达清楚。在实践课时中，可以让学生亲自体验各种机床夹具的夹紧定位方式，更能加深对六点定位原理的理解，使学生可以切实地理解到每一个定位点是如何限制工件的自由度的，而过定位、欠定位和不完全定位在工件的定位中又是如何产生不同的影响的。也能使学生直观地观察到各种典型的定位方式，理解它们各自的优缺点。

关于其他知识点的实践课时安排 在机械制造技术基础课程中，有一些理论性较强或是需要大量的实验数据支持的知识点，如机械加工质量的影响因素及控制，机器装配方法的选择及确定。这些知识点或者是研究性较强，不适宜在本科教育阶段深入讨论；或者是需要大量的实践经验，而这种经验在本科阶段也难以获得。因此，这些知识点并不适宜于安排过多的实践课时，但是安排一定的实践课时仍然是必要的。

掌握一定的理论性较强的知识，可以激发学生的科研兴趣。机械工程作为一门建立在实践基础上的学科，科研需要大量的实验数据作为支撑，在本科教学中有意识地引导培养学生的科研能力，可以帮助学生发掘自己的兴趣，为以后的择业或深造做好准备。

掌握一定的经验性知识，可以使学生在日后的工作中具备一定的管理生产的能力，而参与生产管理是机械类本科教育的目的之一。因此，在教学过程中应当有意识地使学生了解并参与到整个生产过程中去，为日后的工作打下坚实的基础。所以在教学过程中对于这些知识点仍然需要安排一定的实践课时。

关于先进制造技术单元的实践课时安排 当下在本科教育中对于先进制造技术涉猎甚少，这样是不利于培养出优秀的、现代化的机械工程师的。对于本科生的教育，要能做到立足基础、放眼未来，对于前沿的、先进的技术不能忽略，而是要由教师引导学生去关注了解。充分利用学校实验室的便利条件，让学生了解到最前沿的制造技术，既可以为国家培养更高级的机械人才做准备，也可以激发起学生的学习和科研热情。

关于机械制造技术基础考试方式改革的设想 在教学中经常见过所谓“高分低能”的学生，该类学生在理论考试中可以获得优秀的成绩，但是在实际解决问题中的表现并不尽如人意。在本科生教育中，关于理论知识的考查固然重要，但是对于实际操作能力的考查也不能轻易舍弃。因此，在机械制造技术基础的考试中可以采用理论与实际操作按不同比例参与最终分数的评定方式，具体比例可以依照各学校不同的课程安排和实际情况适当调节。

5 总结与展望

机械工程作为工程学的一大分支，需要建立在坚实的实践基础之上。而当今我国机械类的本科教育过于偏重理论而忽略实践，是一种本末倒置的做法。机械类的课程应当走出教室，回归到实践当中去。这种想法不止局限于机械制造技术基础这门课程，同样适用于整个机械大类乃至于整个工科类的课程。对于目前的教育模式，应在理论教学中适时、适量地穿插一些实践学时。因此，通过该教学改革方法的实施，可为社会培养出合格的、能够学以致用的机械类人才。

参考文献

[1]朱立达，巩亚东，史家顺.基于数字化建模与仿真的“机械制造技术基础”课程改革与应用[J].中国新通信，2015（7）：108-109.

[2]中国机械工程学科教程研究组.中国机械工程学科教程[M].北京：清华大学出版社，2012.

篇9

屋脊通风从机械化作业方式来看，分为人工直接操作和简单机械辅助通风两种方式。人工直接操作主要表现为手动扒缝通风（图1）和手动拉绳通风（图2）；机械辅助通风主要表现为引入简单机械减速装置带动通风口绳索往复运动，带动风口膜的开启与关闭（图3，图4）。两种通风方式均由种植农户依靠经验进行间断性操控，不仅占用了种植农户的劳动时间，增大了劳动强度，另一方面温室内温度无法科学合理的控制，温室内环境温度受人为因素影响大。温室内温度随着室外环境条件的变化而变化，有时缓慢有时剧烈，尤其是中午时间段，由于种植农户午休或午餐，往往不可能时时刻刻都在温室内，因而仅仅依靠人工操作和简单机械操作无法满足环境控制要求，现实中往往存在开启过晚或关闭过早等情况，致使温室环境温度瞬间温差变化较大，严重危害作物生产。

日光温室屋脊智能通风装置

日光温室内的温湿度是不断变化的过程，因此通风口的控制应根据环境参数的变化迅速做出响应，智能控制是解决此问题的唯一出路。然而日光温室一般长度都很长，温室内不同区域温度存在较大差异，因此需要进行分段控制。通风口分段控制模式可有效解决温室内温度差异，即以温室内不同区域的实时温度为依据，进而控制通风口的开启尺寸，从而尽可能的实现温室环境温度的一致性。

基于上述判断，一种基于通风口智能分段控制模式的屋脊智能通风装置已是日光温室通风研究的热点，也是温室设备制造厂家争夺市场的新焦点。其中一些产品已进入推广阶段，有一些设备得到了农户的认可。通过对当前日光温室通风设备的了解，按驱动方式大致可分为两种，即钢管卷轴驱动型和链条钢缆驱动型（此类型将在西北非耕地新疆阿克陶县示范温室使用，将在后续报道）。

应用在孙家滩示范温室内的屋脊通风设备为钢管卷轴驱动型，该种通风设备的温度控制依据温室内环境温度。具体控制方式如下：将预设温度数据（即各种农作物的花期、坐果期、成熟期等不同的生长期所适应的不同温度）存储到控制器，当温室内温度发生变化时，温度传感器将数据收集并传输给控制器，并对数据进行简单分析，进而发出风口开合指令，通过控制通风孔开合尺寸，实现温室环境温度的自动调控。

钢管卷轴驱动型通风设备主要由驱动电机、驱动轴、支座、温度传感器、导向定滑轮及风口拉绳等组成（图5）。运动原理如下：驱动电机为动力源，驱动轴在电机输出轴的带动下转动，通风口拉绳两端以不同缠绕方向固定于驱动轴，驱动轴转动从而带动风口拉绳往复运动，固定于风口拉绳的屋脊通风膜开启或关闭。钢管卷轴驱动型通风设备采用温度实时控制模式，即通风口的打开与闭合尺寸随温室环境温度的瞬时变化而改变，最终实现对温室环境温度的调控。

孙家滩应用安装实例图6所示。

篇10

2、具体实施对策与收到的效果

本文所说的水务工程主要包括给水工程和排水工程两部分，其中给水工程包括水源、净水厂、供水泵站、配水管网四部分；排水工程包括污水处理厂、排水泵站、排水管网三部分。以上给水水源与排水工程均属于环境工程范畴，是经济发展和保护民生的重要组成部分，是圆好中国梦的前提，不可忽视与偏废。因篇幅所限，现仅就水源防护工作、污水截流与处理、城市给水淘汰落后产能，采用新工艺取得的初步成效浅析如下：

2.1. 做好水源防护工作的对策与收效

吉林市是建国初期的，以化工、电力为中心的老工业城市，环境问题与水污染比较严重。虽然政府在上个世纪末，关闭了一些严重污染的单位，但仍有个别企业屡禁不止。仅举三个实例，以揭示污染水源单位的顽固性及其支持者的轻慢态度。

2.1.1.我公司二水厂取水口位于吉林市松花江中游左岸深槽段，距右岸泵房250m，据龙潭川雨排水沟220m，该水源自1994年投产以来从未受到污染，但在2002年2月的一周末，吉林市龙潭区环保局的执法人员根据用户反映“自来水有异味，有人饮用后出现昏迷、呕吐现象…..”经查发现水体挥发酚污染，超标20倍，污染单位是一个国家级化工厂所为，态度轻慢。事后，吉林市水务集团自筹资金40多万元，修建了一条永久性引污顺坝，将污水引入下游，并在泵房面向江边的12000多平方米的台地植树种草，埋石造标，建立水源防护带，制止了污染。如今这里已经变成风景区，我公司增设专职水源防护员，严格守护生命之源。

2.1.2. 2006年8月21日，吉林市长白山精细化工厂在吉林市第五水厂牤牛河水源地上游15公里处用槽车集中向牤牛河倾倒了大量对氨基N，N-二甲基苯胺有毒废水，使五水厂受到污染，我集团公司立即组织百名员工采取了“查、围、堵、输、清”为核心的五个大字方针，根据污染物属于多环苯类有机化合物，比水重，其分子量约为水分子量的10倍，易于在河底流动这一特点，我们设置了总面积约886平方米由渔网和塑料膜组成屏蔽阻隔墙将水源区和主流区隔开，毒水在水源区边缘流经14小时后离开，因此间停水24小时，管网水处于静止不流动状态，使一个日供水0.8万吨的水源躲过这一劫。现在该化工厂已经停产，相关责任人受到法律制裁。

2.1.3.吉林市永吉县经济开发区有两家新建化工厂，据吉林市仅15公里，建于松花江上游主要支流温德河岸边，2010年7月28日因暴雨引起山洪暴发，洪水将这两家化工厂7000多只有毒物料桶冲入松花江，引发水质担忧，激起了下游哈尔滨乃至俄罗斯哈巴罗夫斯克市民高度警戒，为捞桶防止事故扩散，某部队一参谋长献出了宝贵的生命。事后该厂在远离河岸的高处建立了新的物料库房，并进行认真整改。

以上三例充分说明加强水源防护工作具有重大的时代价值。

2.2.将城区生活污水全部截流至下游的污水处理厂处理达标后在排放到松花江下游

本工程自上个世纪末至2007年底约15年的时间，建成两座生活污水处理厂，每日处理污水能力53万吨/日。建成外配套污水提升泵站15座，建成污水排水管网总长898公里，总投资24亿元。因工程规模庞大，故总体规划分步实施。

2.2.1.上个世纪末在龙潭区建成23万吨/日的生活污水处理厂及配套泵站与管网，服务面积40平方公里，服务人口50万，每年减排生活污水8400万吨，尚有一定的潜力，每年排放的化学需氧量COD消减11500吨，BOD及SS大幅度消减。

2.2.2. 2007年8月吉林市第二座污水处理厂投产，日处理生活污水30万吨/日，使吉林市的生活污水处理能力上升到53万吨/日，届时，每年可减排生活污水19345万吨，每年COD排放量可消减26500吨，处理工艺为A/O生物除磷脱氮活性污泥法，设备高效，运行稳定，污水排放标准达到国家一级（B）标准。

第二座污水处理厂目前处理效果为：

进水COD为239.87mg/L，出厂水为33.87mg/L，去除率为86%；进水BOD为143.60mg/L，出水为13.35mg/L，去除率为91%；进水SS为228.77mg/L出水为17.13mg/L，去除率为92.5；进水TP为2.62mg/L，出水为1.22mg/L，去除率为53%。以上数据是在水温2—5℃低温条件下测得的，GB50014-2006规划要求水温宜为10--37℃，效果更好。

2.3 汇聚民智，应用高端工艺改造旧水厂落后产能，发挥技术潜质，水质显著提高，环境大有改善，

一水厂是个建厂85年的老水厂，设备老化，产能底下，2011年引进了，哈尔滨工业大学研制的19组并联管混合器；420片絮凝网格板；25mm，30mm，80mm的中小间距斜板共260m2；分别安装在气浮池和平流沉淀池中，出厂水浑浊度达1NTU以下，水质与产能卓见成效，供水量由6万吨/日增至8.5万吨/日，仅用400万元的投资就换取了每天增产2.5万吨优质成品水的产量，每年可为企业增收600多万元，2012年二水厂旧系统也进行了与一水厂类似的改造，收到了同样的效果。在节能降耗方面，二水厂工程技术人员与河北保定调速有限公司合作在取水1﹟YET2-450-6，250KW电机升级改造中采用的新型斩波内馈调速技术，调速率高，节能效果好。节电率达25%，每年节电547500KWh，合人民币350000元。此外，在此供水改造，降低管网漏失率，优化调度，营业查收，厂区绿化，改造环境方面也都气象一新。

3、结语

综上所述，我作为一名水务工作的技术人员，深深感悟到：“大自然赋予人类生命，是人类生存发展之基。然而，得自然之灵气的人类在传统工业化进程中却无视资源环境的承载力，无止境地向大自然索取资源和倾倒废弃物。面对全球日益严重的生态危机，正确认识和处理人与自然的关系，推动实现人与自然在更高程度上的和谐统一，即是生产力发展进入一个阶段的历史必然，也是当代人与子孙后代生存发展的迫切需要。”总之，几年来吉林市水务集团在党和国家与地方政府的感召下，奉行“建设环境友好型资源节约型和谐社会”的宗旨，在保护环境，关爱生命，建设安全高效水务方面做了一些工作，使吉林市的水环境发生了明显的变化。丰满大坝以上108亿立方米库容的松花湖成了“水明三峡少，湖秀西子无”的国内外名胜风光； 丰满大坝以下百里松花江是东北唯一的不冻江段，其中上游60里江中分布着四个生活饮用水水源地。这里夏季鱼游潜底，和风绿柳，芳草萋萋；冬季寒江雪柳，玉树琼花，无数的候鸟翔集在江中，嬉戏过冬，一派生机，景色盎然。目前，吉林市松花江原水水质已经达到国家Ⅱ类水体的要求。

尽管我们取得了上述成绩，但我们不能满足现状，我们要继续坚持科学发展观，加强水源防护，提高净水厂与污水处理厂的技术潜质，为建设环境友好型和谐水务而努力工作。

篇11

在科技技术逐渐发展下，机电一体化技术也具备了更多的优势，并且使其在更多的领域中被运用。机电一体化技术的出现，让电子和机械有效的结合在一起，进而达到了对机械设备进行智能化管控的目标，这是智能制造的基础构成。在目前的生产制造中，主要是包含了智能系统以及智能制造技术。其是目前社会工业化发展的主流趋势。

1智能制造相关概念以及机电一体化技术的现状

在我们目前的社会发展现状来看，智能制造具体是包括了2个方面内容：其一是智能制造技术，具体是技术人员将计算机模拟系统作为辅助工具，进而对特定系统进行分析以及决策，从而节省了大量的人力与财力。相关人员只需要使用计算机系统就能够对系统进行分析，提升了研发的可行性，并且也确保了生产制造的高效性。其二是智能制造系统，这就能够简单的理解为人机一体化，是经由智能机器人与人类专家构成的，在运用的时候主要是将计算机作为工具，让人类专家进行分析以及构思等等，以此替代了在制造工厂中人为的脑力活动。智能制造系统是对智能制造技术的延伸与发展，其是将网络化、自动化技术整合为一体的制造系统，让整个子系统能够进行智能化的运行。在机电一体化技术发展初期时，电子技术和机械技术并没有有效结合，其主要是依靠电子技术在机械工业中的使用，以此提升机械生产效率和产品质量。不过，在目前的计算机技术以及信息技术发展现状下，机电一体化被注入了新的活力，其在生产中得到了普遍的应用。将其运用在智能制造中，更加促进了整个机械各行业的发展，让生产管理工作实现了智能化、自动化，从而让生产工作的实施更加的方便。在机电一体化中涵盖了很多种技术，并且随着科学技术的发展也融合了更多新的技术，确保了这种技术的先进性与实时性。机电一体化技术运用了电子技术，在人工智能的基础上运用计算机系统，进而达到了对机械设备的自动化管理以及控制，从而让整个生产过程更加的方便和高效，也让生产活动更加的规范。

2机电一体化技术在智能制造中的具体应用

（1）传感技术的相关应用。在集体一体化技术中，传感技术是最为基本与关键的构成。因为其具备很高的准确性以及敏感度，能够尽可能的避免受到外界杂乱信号设备的干扰。如果把其运用在智能生产中，能够发挥其巨大的作用，在这个基础上建设相关的传感网络系统，这样就能够实现信息之间的相互传输，并且使用计算机把其收集到的相关信息进行整理与分析，进而让整个生产过程能够被有效管控。在目前的生产制造中运用的传感器中，其是以光纤电缆传感器为主要，运用标准化的接口，大幅度减少了设计难度以及成本。（2）数控生产中的相关应用。我们将机电一体化最早是运用在数控加工技术方面，其在我国机械制造水平方面发挥了很大的作用。把机电一体化技术运用在数控制造中，能够提高机械加工的精准度和机械加工的效率，数控生产的主要是在其加工精准度方面，因此数控在智能控制系统方面要求比较严格，现在数控机床中运用的智能控制系统大部分运用的是CPU预计总主线模式，这种模式主要是进行在线判断以及智能控制技术，在此基础上进行三维仿真，对整个数控技术加工的过程进行模拟实验，以此对实际操作提供参考依据。（3）在自动线和自动机械中的应用。当前很多比较大的企业中，均是运用了自动化生产线依据自动生产机械，这种技术是使用了电子技术中光电控制系统和人机界面控制系统，进而对整个生产制造系统进行全面控制。自动生产线和自动机械运用范围比较广泛，比如目前的电脑以及手机都是自动化生产线。其主要是运用计算机控制系统对在生产中的相关设备进行有效融合，即为数控设备、计算机设备等相关的方面进行一体化管控，进而进行集约化以及网络化的生产模式。（4）机电一体化技术的发展应用。将机电一体化技术运用在智能制造中，工业智能机器人是最为先进的应用，其融合了各种相对先进的技术，是将人工智能、仿生技术以及计算机技术等相关的科学技术融合的新技术。机器人是目前科学技术中研究的重点，是控制论以及传感技术等相关的总体，其在生产制造行业中被广泛的应用。在工业生产中智能机器人的出现与应用，提升了产品质量的同时也增加了产品产量，并且也减轻了工作人员的劳动量。工业智能机器人在运用时具备了能够对信息进行判断、迅速完成复杂的工作流程以及生产准确度高等相关的优点，并且还能够运用在军事生产制造中，其得到了各行各业的高度认可。

3结束语

综上所述，在目前的工业生产行业中，智能制造是最为主要的发展趋势，其能够对工业生产进行自动化以及智能化的管理，从而提高了生产效率以及质量。而机电一体化是智能制造的关键与基础，其应用水平对智能制造的实现有很大的影响。所以必须要重视机电一体化在智能制造中的相关应用，在此基础上保障了智能制造能够更好的发展，从而为生产企业带去更多的经济效益。

参考文献：

[1]林少锐.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].科技资讯,2015(14):92+94.

[2]王伟.机电一体化技术在智能制造中的应用浅析[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016(10):160-161.

篇12

一、简述智能控制技术

智能控制（intelligent controls）在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。智能控制是继自动化控制和人工智能基础上新发展起来的一门学科，它可以在系统中达到感知环境和信息，从而达到对一些不稳定因素进行控制的目的。

二、“机电一体化”技术

“机电一体化”技术是多种技术融合产物，它是在信息论、控制论和系统论的基础上，在计算机、传感器和软件技术三者的支撑下发展起来的。实际上，“机电一体”化技术已经不仅仅局限于机械与电子技术的有机结合，而是融合检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、精密机械技术、计算机技术和系统总体技术等多种技术于一体的交叉学科与综合技术。其中，信息处理技术是“机电一体化”技术中必不可少的部分。

1.“机电一体化”系统的基本组成要素

（1）机械本体

机身、框架、机械联接等产品支持机构，实现构造功能。

（2）动力与驱动部分

提供能量，转换成需要的形式，实现动力功能。

（3）传感测试部分

检测产品内部状态和外部环境，实现计测功能。

（4）执行机构

包括机械传动与操作机构，接收控制信息，完成要求的动作，实现主功能。

（5）控制及信息处理单元

处理、运算、决策，实现控制功能。

2.“机电一体化”的核心技术

（1）计算机与信息处理技术

主要完成信息的交换、存取、运算、判断和决策等，其主要工具是计算机。

（2）自动控制技术

关于软件方面的技术，主要以控制理论为指导，对控制系统设计、仿真、现场调试、可靠运行等。机电自动控制技术是“机电一体化”中的关键技术。

（3）传感与检测技术

研究对象：传感器及其信号检测装置（即变送器）

作用：感受器官、反馈环节。

要求：快速、精确地获得信息并在相应的应用环境中。传感与检测是实现自动控制、自动调节的关键环节，它的功能越强，系统的自动化程度就越高。

（4）伺服传动技术

研究对象：执行元件及其驱动装置。

执行元件种类：电动、液压、气压。

驱动装置：各种电动机的驱动电源电路。

三、“机电一体化”系统中的智能控制

“机电一体化系统”中，智能控制的主要特点是对环境的识别和符合的识别上，而在传统的控制技术中，则主要是对运动学方程以及函数等数学模型进行描述，在这一点上，智能控制有了很大地改变，极大地提高了工作效率。

1.智能控制与机电一体化融合的必要性

从20世纪末开始，世界上许多国家的机电一体化技术已经有了智能控制发展的新阶段。这些发展取得了巨大的成果。

其一，把先进的通信技术和光学技术等应用到机电一体化

中，使得加工技术得到了很大地提高，其精细度更加深入，而且随之而出现了诸如微机电一体化和光电一体化等最新的技术结构。

其二，对于机电一体化的系统研究，如，其系统建模分析、设计和集成等方法，而且在机电一体化学科体系上的研究也更加深入了。

其三，机电一体化的应用也更加广泛，在神经网络技术和人工智能控制以及光纤技术等很多的创新领域都得到了广泛地应用和发展。

机电一体化的未来发展是以智能化作为主要方向的，智能控制的优劣直接决定机电一体化系统的整体水平。而且智能控制目前已经被用在很多方面，包括各种行业，凡是能够使用机电一体化的地方，都能够与智能控制技术相结合。

2.智能控制技术在机电一体化系统中的应用优势

（1）智能控制技术根据外部环境变化，针对系统工作内容进行智能化调控，可以有效地提高机电一体化系统工作人员输入的精度与效能。

（2）智能控制技术可以使“机电一体化”系统按照工作人员输入的指令编码进行工作，这样可缩短加工时间，实现系统加工工作的改革。

（3）智能控制技术还可有效地对机电一体化系统中的部分结构与程序进行智能化控制与调试，以保证系统工作程序的安全性与可靠性，进而提高系统的工作效率。

3.智能控制在机电一体化系统中的应用

（1）机械制造中的智能控制

结合机械理论、计算及辅助技术和智能控制方法，产生了机电一体化系统的制造过程中的新型工艺，逐渐向智能制造系统方面靠拢，不仅可以解决系统自身的空缺，还可预防系统数据的不精准性，采用神经网络和模糊教学这两种途径，制作动态模拟模型，再加上神经网络的分析和研究功能，就可以实现在线模式的识别，对错误信息及时进行删除和对不完备信息进行完善处理。

（2）数控领域的智能控制

在数控领域所要求的智能控制要求非常严格，特别是在延

伸、扩展和模拟等方面的知识。比如，利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理，再运用推理规则对数控现场的一些数控故障信息进行推理，从而获得维修数控机械的一些指导性建议。

智能控制系统在机电一体化中的应用是十分常见的。国内外对于这一方面已有很深的研究，无论是在现代机械还是典型机械上。其控制方法相较于传统钓控制方法更具柔性，有很大的优势。智能控制系统以微处理器为核心，在精密机械技术、微电子技术和信息技术等领域展现出了更为广阔的前景。

参考文献：

[1]左武峰.试探机电一体化技术未来的发展[J].中小企业管理与科技，2010（6）.

[2]杨琴.机电一体化的研究现状与发展趋势[J].农机化研究，2009（19）.