工业应用型

工业应用型（共12篇）

工业应用型 篇1

0 引言

对工业自动化领域而言, 大量的智能设备可通过各种途径连到Internet上, 通过网络相互传递信息和数据, 实现智能化现场设备的功能自治性、系统结构的高度分散性以及监管控一体化。现场总线 (FieldBus) 就是顺应这一形势发展起来的新技术。现场总线的出现, 标志着工业控制技术领域又一新时代的开始。这一技术的发展, 对实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用。与传统的集散控制系统 (Distributed ControlSystem, DCS) 相比, 他具有全开放、全分散、互操作等优点, 但还是有很大的局限性, 主要表现在以下几方面。

(1) 目前的现场仪表和设备的计算能力和信息处理能力较低, 复杂的控制功能仍集中在一台控制计算机上, 不能实现全分散控制, 存在风险集中的现象。

(2) 现场总线仅作为系统的一个组成部分, 位于系统的底层, 不足以实现系统的全开放性结构。系统架构呈垂直组合状, 数据通信存在瓶颈。

(3) IEC61158标准包括8种类型的现场总线, 相互之间差异较大, 不能实现互操作, 彼此连接存在一定困难。

(4) 系统中所有控制器独立运行, 各执行独立的数据处理, 难以做到所有信息共享, 导致系统实时性不尽如人意。

上面的阐述说明传统经典的PLC和现场总线技术已不适合这种要求。即使是像工业PC, OPC等技术, 只要他们被镶嵌在传统的系统结构中, 也只能是对系统的功能作些边缘性的提高。

因此, 为减轻繁重的编程工作和达到系统的简单化, 需要对系统的结构进行变革。随着信息技术的不断飞跃发展, 工业控制领域中必然会产生一种能够弥补现场总线缺陷, 实现全系统统一、高效、实时的控制策略。工业以太网就是适应这一需要而迅速发展起来的控制技术。在所有的网络技术中, 以太网技术是至今最理想的选择, 他能满足如下所有要求:

(1) 充分考虑今后的发展需要, 具有高传输速率, 目前达到100Mb/s。

(2) 高传输安全性和可靠性, 集线器技术的确定性。

(3) 集线器的应用可不需考虑网络的扩展。

(4) 建立了一种标准:一个新的工控总线标准。

(5) 与IT连接, “世界标准”的TCP/IP技术的应用。

(6) 在整个网络中的随机网络存取技术。

以太网 (Ethernet) , 既是一种计算机接入局域网络的技术。由于以太网传送速率的大幅度提高, 物理层标准的工业化以及以太网集线器技术的形成, 千兆以太网技术和无碰撞全双工光纤技术的出现, 使得这一先进的网络技术被推进到早先认为不适宜的工业控制网络中, 形成了工业以太网技术。与目前的基于现场总线的控制网络相比, 基于工业以太网技术的控制网络是一种低成本 (许多商用以太网的芯片组与技术可以借用) 、高性能的控制网络解决方案。

1 Ethernet应用于工业现场的关键技术

一般来讲, 工业以太网是专门为工业应用环境设计的标准以太网。工业以太网在技术上与商用以太网 (即IEEE802.3标准) 兼容, 工业以太网和标准以太网的异同可以比之与工业控制计算机和商用计算机的异同。但在产品设计时, 在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性甚至本质安全等方面能满足工业现场的需要。

1.1 通信确定性与实时性

工业控制网络不同于普通数据网络的最大特点在于它必须满足控制作用对实时性的要求, 即信号传输要足够快和满足信号的确定性。实时控制往往要求对某些变量的数据准确定时刷新。由于Ethernet采用CSMA/CD方式, 网络负荷较大时, 网络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求, 故传统以太网技术难以满足控制系统要求准确定时通信的实时性要求, 一直被视为“非确定性”的网络。

工业以太网采取了以下措施使得该问题基本得到解决:

(1) 采用快速以太网加大网络带宽。Ether-net的通信速率从10, 100 Mb/s增大到如今的1, 10Gb/s。在数据吞吐量相同的情况下, 通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小, 即网络碰撞机率大大下降, 从而提高其实时性。

(2) 采用全双工交换式以太网。用交换技术替代原有的总线型CSMA/CD技术, 避免了由于多个站点共享并竞争信道导致发生的碰撞, 减少了信道带宽的浪费, 同时还可以实现全双工通信, 提高信道的利用率。

(3) 降低网络负载。工业控制网络与商业控制网络不同, 每个结点传送的实时数据量很少, 一般为几个位或几个字节, 而且突发性的大量数据传输也很少发生, 因此可以通过限制网段站点数目, 降低网络流量, 进一步提高网络传输的实时性。

(4) 应用报文优先级技术。在智能交换机或集线器中, 通过设计报文的优先级来提高传输的实时性。

1.2 稳定性与可靠性

传统的Ethernet并不是为工业应用而设计的, 没有考虑工业现场环境的适应性需要。由于工业现场的机械、气候、尘埃等条件非常恶劣, 因此对设备的工业可靠性提出了更高的要求。在工厂环境中, 工业网络必须具备较好的可靠性、可恢复性及可维护性。

为了解决在不间断的工业应用领域, 在极端条件下网络也能稳定工作的问题, 美国Synergetic微系统公司和德国Hirschmann, Jetter AG等公司专门开发和生产了导轨式集线器、交换机产品, 安装在标准DIN导轨上, 并有冗余电源供电, 接插件采用牢固的DB-9结构。此外, 在实际应用中, 主干网可采用光纤传输, 现场设备的连接则可采用屏蔽双绞线, 对于重要的网段还可采用冗余网络技术, 以此提高网络的抗干扰能力和可靠性。

1.3 安全性

在工业生产过程中, 很多现场不可避免地存在易燃、易爆或有毒气体等, 对应用于这些工业现场的智能装置以及通信设备, 都必须采取一定的防爆技术措施来保证工业现场的安全生产。

在目前技术条件下, 对以太网系统采用隔爆、防爆的措施比较可行, 即通过对Ethernet现场设备采取增安、气密、浇封等隔爆措施, 使现场设备本身的故障产生的点火能量不外泄, 以保证系统运行的安全性。对于没有严格的本安要求的非危险场合, 则可以不考虑复杂的防爆措施。

工业系统的网络安全是工业以太网应用必须考虑的另一个安全性问题。工业以太网可以将企业传统的三层网络系统, 即信息管理层、过程监控层、现场设备层, 合成一体, 使数据的传输速率更快、实时性更高, 并可与Internet无缝集成, 实现数据的共享, 提高工厂的运作效率。但同时也引入了一系列的网络安全向题, 工业网络可能会受到包括病毒感染、黑客的非法入侵与非法操作等网络安全威胁。一般情况下, 可以采用网关或防火墙等对工业网络与外部网络进行隔离, 还可以通过权限控制、数据加密等多种安全机制加强网络的安全管理。

1.4 总线供电问题

总线供电 (或称总线馈电) 是指连接到现场设备的线缆不仅传输数据信号, 还能给现场设备提供工作电源。对于现场设备供电可以采取以下方法:

(1) 在目前以太网标准的基础上适当地修改物理层的技术规范, 将以太网的曼彻斯特信号调制到一个直流或低频交流电沾上, 在现场设备端再将这两路信号分离开来。

(2) 不改变目前物理层的结构, 而通过连接电缆中的空闲线缆为现场设备提供电源。

1.5 工业以太网协议

由于工业自动化网络控制系统不单单是一个完成数据传输的通信系统, 而且还是一个借助网络完成控制功能的自控系统。它除了完成数据传输之外, 往往还需要依靠所传输的数据和指令, 执行某些控制计算与操作功能, 由多个网络节点协调完成自控任务。因而它需要在应用、用户等高层协议与规范上满足开放系统的要求, 满足互操作条件。

对应于ISO/OSI七层通信模型, 以太网技术规范只映射为其中的物理层和数据链路层, 而在其之上的网络层和传输层协议, 目前以TCP/IP (传输控制/网间) 协议为主 (已成为以太网之上传输层和网络层“事实上的”标准) 。而对较高的层次如会话层、表示层、应用层等没有作技术规定。目前商用计算机设备之间是通过FTP (文件传送协议) 、Telnet (远程登录协议) 、SMTP (简单邮件传送协议) 、HTTP (WWW协议) 、SNMP (简单网络管理协议) 等应用层协议进行信息透明访问的, 它们如今在互联网上发挥了非常重要的作用。但这些协议所定义的数据结构等特性不适合应用于工业过程控制领域现场设备之间的实时通信。

为满足工业现场控制系统的应用要求, 必须在Ethernet+TCP/IP协议之上, 建立完整的、有效的通信服务模型, 制定有效的实时通信服务机制, 协调好工业现场控制系统中实时和非实时信息的传输服务, 形成为广大工控生产厂商和用户所接收的应用层、用户层协议, 进而形成开放的标准。为此, 各现场总线组织纷纷将以太网引入其现场总线体系中的高速部分, 利用以太网和TCP/IP技术, 以及原有的低速现场总线应用层协议, 从而构成了工业以太网协议。

2 典型工业以太网

随着以太网技术的高速发展及它的80%的市场占有率和现场总线的明显缺陷, 促使工控领域的各大厂商纷纷研发出适合自己工控产品且兼容性强的工业以太网。其中应用最为广泛的工业以太网之一是德国西门子公司研发的SIMATIC NET工业以太网。它提供了开放的, 适用于工业环境下各种控制级别的不同的通信系统, 这些通信系统均基于国家和国际标准, 符合ISO/OSI网络参考模型。SIMATIC NET工业以太网主要体系结构是由网络硬件, 网络部件, 拓扑结构, 通行处理器和SIMATIC NET软件等部分组成。

2.1 SIMATIC NET工业以太网基本类型和网络硬件

SIMATIC NET工业以太网有2种类型, 分别为10Mbit/s工业以太网和100Mbit/s工业以太网。它是利用带传输技术, 基于IEEE802.3利用CSMA/CD介质访问方法的单元级和控制级传输网络。在西门子工业以太网中, 通常使用的物理传输介质是屏蔽双绞线 (TP) , 工业屏蔽双绞线 (ITP) 以及光纤。TP连接常用于端对端的连接。一个数据终端设备 (DTE) 直接连接到网络连接元件端口, 而该设备负责将信号进行放大和转发。在SIMATIC NET工业以太网中, 这些网络连接元件有OLM (光学链接模板) , ELM (电气连接模板) , OSM (光学交换机模板) , ESM (电气交换机模板) 。DTE与连接元件之间通过TP或ITP电缆连接。

2.2 SIMATIC NET工业以太网网络部件

SIMATIC NET工业以太网网络部件包括工业以太网链路模板OLM, ELM和工业以太网交换机OSM/ESM和ELS以及工业以太网链路模块OMC。其中OLM (光链路模块) 有3个ITP接口和二个BFOC接口。ITP接口可以连接三个终端设备和网段, BFOC接口可以连接二个光路设备 (如OLM等) , 速度为10Mbit/s。ELM (电气链路模块) 有3个ITP接口和一个AUI接口。通过AUI接口可以将网络设备连接到LAN上, 速度为10Mbit/s。在普通OSM上, 电气接口 (TP/ITP) 都是10/100 Mbit/s自适应的且线序自适应。光纤接口为100Mbit/s全双工的BFOC接口, 适用于多模光纤连接。二个OSM之间的最远距离为3km。在同一个网段上最多可以连接50个OSM, 则扩展距离为150km。同时它还有地址学习, 地址删除, 设置传输波特率 (10或100Mbit/s) 及自适应功能, 简化了网络配置和增强了网络扩展能力。此外, 根据IEEE802.1Q标准, OSM/ESM还支持VLAN (虚拟局域网) , 它提供数据包的VLAN优先权标签。它将数据分配为由低到高 (0-7) 的优先权级别, 对于没有目的地址的数据包则被视为低优先权的数据帧。

2.3 SIMATIC NET工业以太网的拓扑结构

2.3.1 总线型拓扑结构

在OLM或ELM的总线拓扑结构中, DTE设备可以通过ITP电缆及接口连接在OLM或ELM上。每个OLM或ELM有三个ITP接口。OLM之间可以通过光缆进行连接, 最多可以级联11个。而在ELM之间可以通过ITP XP标准电缆进行连接, 最多可以级联13个。ESM可以通过TP/ITP电缆相连组成总型网络。任何一个端口都可以做为级联的端口使用。二个ESM之间的距离不能超过100m, 整个网络最多可以连接50个ESM。

2.3.2 环型拓扑结构

OLM可以通过光缆将总线型网络首尾相连, 从而构成环行网络。整个网络上最多可以级联11个OLM, 与总线型网络相比冗余环网增加了数据交换的可靠性。而OSM/ESM也能够构成环网拓扑结构, 它们具有网络冗余管理功能。它们通过DIP开关可以设置网络中的任何一个OSM/ESM做为冗余管理器。因而可以组成冗余的环网, 其中OSM/ESM上7, 8口作为环网的光缆级连接口。做为冗余管理器的OSM监测7, 8口的状态, 一旦检测到网络中断, 将重新构建整个网络, 将网络切换到备份的通道上, 保证数据交换不会中断。网络重构时间小于0.3s。

2.4 环网冗余

在西门子工业以太网中, 每个OSM/ESM上 (除OSM TP22和ESM TP40) 都有standby-sync接口。使用一对OSM/ESM, 通过DIP开关设置备用 (standby) 主站和备用从站。用ITP XP标准电缆, 将备用接口连接起来, 则该对OSM/ESM可以用来冗余连接另外一个环网。备用主站和从站之间通过ITP XP9/9标准电缆连接。当备用主站通道出现故障时, 备用从站连接通道工作;当备用主站通道恢复正常时, 备用主站会通知备用从站, 备用的从站将停止工作。而整个网络重构的时间小于0.3m。

2.5 SIMATIC NET工业以太网通信处理器

常用的SIMATIC NET工业以太网通信处理器 (CP) , 包括用在S7PLC站上的处理器CP243-1系列, CP343-1系列, CP443-1系列以及用在PC上的网卡, 并提供ITP, RJ45及AUI等以太网接口。它们以10/100Mbit/s的速度将PLC或PC连接至工业以太网。CP系列模板是为S7系列PLC在组成工业以太网进行通信时使用的, 通过CP系列模板用户可以很方便的将S7系列PLC通过以太网进行连接, 并且支持使用STEP7-Micro/WIN32软件。通过以太网对S7系列PLC进行远程组态, 编程和诊断。同时, 通过CP, S7系列中各PLC之间可以进行以太网连接, 并且还可以同PC上的OPC Server进行通信。

2.6 SIMATIC NET工业以太网软件

SIMATIC NET工业以太网软件包括SIMATIC NET V6.2和OPC (OLE for Process Control) , 其中SIMATIC NET软件提高了统一的Windows届面, 同时也集成并更新了更多的功能, 特别是它提供了APC (Advanced PC Configuration) 高级PC配置工具, 通过APC的组态, PC可以作为整个系统, 控制系统的一个站点同其他PLC站进行通信, 同时提供了OPC Server以及数据处理功能。OLE (对象连接和嵌入式) 本身是基于Microsoft COM技术的一个应用, 而OPC接口是基于OLE的开放的统一的软件接口。OPC不依靠于某一个厂商, 几乎所有的工控软, 硬件控制商都已集成了OPC接口, 因此各不同硬件厂商之间的设备通信就可以通过统一的OPC接口进行, 从而避免了不同设备的厂商由于通信协议的差异而造成数据交换困难的问题。SIMATIC NET OPC是服务器/客户端结构, 客户端访问服务器的程序接口有自动化接口和用户自定义接口, 其中只有自定义接口可以用来访问故障报警和触发事件消息。SIMATIC NET OPC的结构为分级模式, 即OPC server-OPC group-OPC item, OPC数据访问均基于此结构。

3 工业以太网发展趋势和前景

网络技术的飞速发展深刻影响着工业自动化技术的变革。工业以太网这种高度开放、使用灵活方便、功能强大的新型工业控制网络将会以非常高的效率把企业的现场设备层、控制层以及管理层连接在一起, 形成以网络集成自动化为基础的企业信息系统。他必将渗透到机械制造、汽车制造、半导体制造、石油化工等制造业的各个方面, 同时也将广泛运用于楼宇自控、电力系统监控、机器人控制、纺织包装、印刷等一切需要数字信息交换与集成的领域。因此, 以工业以太网作为一种全新的“现场总线”是未来工业控制网络的必然选择。他实现了现场设备层与企业内部信息网 (Intranet) 的无缝连接, 在建立起一个真正统一的工业控制网络的同时, 把开放性的思想在更高程度上运用于工业控制网络。

参考文献

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工业应用型 篇2

工业大数据在工业企业中的典型应用介绍

工业大数据可广泛应用于企业整个生产过程。下面按照企业生产过程的研发设计、供应链、生产制造、营销与服务环节，对工业大数据的应用场景及其应用进行探讨。

4.1 研发设计环节工业大数据的应用场景

在研发设计环节，工业大数据应用主要有产品协同设计、设计仿真、工艺流程优化等。

产品协同设计，主要是利用大数据存储、分析、处理等技术处理产品数据，建立企业级产品数据库，以便不同地域可以访问相同的设计数据，从而实现多站点协同、满足工程组织的设计协同要求。

设计仿真，是指将大数据技术与产品仿真排程相结合，提供更好的设计工具，减少产品交付周期。如波音公司通过大数据技术优化设计模型，将机翼的风洞实验次数从2005年11次缩减至2014年的1次；玛莎拉蒂通过数字化工具加速产品设计，开发效率提高30%。

工艺流程优化，主要是应用大数据分析功能，深入了解历史工艺流程数据，找出工艺步骤和投入之间的模式和关系，对过去彼此孤立的各类数据进行汇总和分析，评估和改进当前操作工艺流程。例如一家排名前五强的生物药品制造商广泛收集与工艺步骤和使用材料相关的数据，应用大数据分析技术，来确定不同工艺参数之间的相关性，以及参数对产量的影响，最终确定影响最大的9种参数，针对与这9种参数相关的工艺流程做出调整，从而把疫苗产量增加了50%以上。

4.2 供应链环节工业大数据的应用场景 北京天拓四方科技有限公司是西门子工业自动化和驱动集团核心分销商一级代理商及系统集成商

供应链环节工业大数据的应用主要体现在供应链优化，即通过全产业链的信息整合，使整个生产系统达到协同优化，让生产系统更加动态灵活，进一步提高生产效率和降低生产成本。主要应用有供应链配送体系优化和用户需求快速响应。

供应链配送体系优化，主要是通过RFID等产品电子标识技术、物联网技术以及移动互联网技术获得供应商、库存、物流、生产、销售等完整产品供应链的大数据，利用这些数据进行分析，确定采购物料数量、运送时间等，实现供应链优化。如海尔公司供应链体系很完善，它以市场链为纽带，以订单信息流为中心，带动物流和资金流的运动，整合全球供应链资源和全球用户资源。在海尔供应链的各个环节，客户数据、企业内部数据、供应商数据被汇总到供应链体系中，通过供应链上的大数据采集和分析，海尔公司能够持续进行供应链改进和优化，保证了海尔对客户的敏捷响应。

用户需求快速响应。即利用先进数据分析和预测工具，对实时需求预测与分析,增强商业运营及用户体验。例如，电子商务企业京东商城，通过大数据提前分析和预测各地商品需求量，从而提高配送和仓储的效能，保证了次日货到的客户体验。

4.3 生产制造环节工业大数据的应用场景

在制造环节，工业大数据的应用主要有智能生产、生产流程优化、设备预测维护、生产计划与排程、能源消耗管控和个性化定制等应用。

智能生产。就是生产线、生产设备都将配备传感器，抓取数据，然后经过无线通信连接互联网，传输数据，对生产本身进行实时监控。北京天拓四方科技有限公司是西门子工业自动化和驱动集团核心分销商一级代理商及系统集成商

而生产所产生的数据同样经过快速处理、传递，反馈至生产过程中，将工厂升级成为可以被管理和被自适应调整的智能网络，使得工业控制和管理最优化，对有限资源进行最大限度使用，从而降低工业和资源的配置成本，使得生产过程能够高效地进行。

生产流程优化。利用大数据技术，对工业产品的生产过程建立虚拟模型，仿真并优化生产流程，当所有流程和绩效数据都能在系统中重建时，这种透明度将有助于制造商改进其生产流程。

设备预测维护。建立大数据平台，从现场设备状态监测系统和实时数据库系统中获取轴承振动、温度、压力、流量等数据。通过构建基于规则的故障诊断、基于案例的故障诊断、设备状态劣化趋势预测、部件剩余寿命预测等模型，通过数据分析进行设备故障预测与诊断。如燕山石化建立星环大数据平台实现了对数据的实时分析计算，使设备故障诊断和趋势预测等功能的延迟控制在5秒之内；利用大数据分析自动生成的检修维护计划，保证了设备维护更有针对性，减少了“过修”和“失修”现象，节省成本。

生产计划与排程。收集客户订单、生产线、人员等数据，通过大数据技术发现历史预测与实际的偏差概率，考虑产能约束、人员技能约束、物料可用约束、工装模具约束，通过智能的优化算法，制定预计划排产，并监控计划与现场实际的偏差，动态的调整计划排产。

能源消耗管控、延长设备寿命。通过对企业生产线各关键环节能耗排放和辅助传动输配环节的实时动态监控管理，收集生产线、关键环节能耗等相关数据，建立能耗仿真模型，进行多维度能耗模型仿真预北京天拓四方科技有限公司是西门子工业自动化和驱动集团核心分销商一级代理商及系统集成商

测分析，获得生产线各环节的节能空间数据，协同操作智能优化负荷与能耗平衡，从而实现整体生产线柔性节能降耗减排；及时发现能耗的异常或峰值情况，实现生产过程中的能源消耗实时优化。风力涡轮机制造商Vestas对天气数据及涡轮仪表数据进行交叉分析,并对风力涡轮机布局进行改善，由此增加了风力涡轮机的电力输出水平并延长了服务寿命；鲁南化工有限公司将多年积累的气化炉运行数据，包括近十几年的所有极差操作、最好操作、容易出事故的各种数据用于培训操作人员，使多喷嘴气化装置实现单炉年运行开工率达到97%以上。

个性化定制。采集客户个性化需求数据、工业企业生产数据、外部环境数据等信息，建立个性化产品模型，将产品信息传递给智能设备，进行设备调整、原材料准备，生产出符合个性化需求的定制产品。如红领集团通过建立西服个性化定制平台，将成衣的各种款式和设计都数字化，利用大数据技术，对物料数据整合管理，实现了里料、缝线、袖口的自动搭配，工厂3000人，每天可以一款一件不重样地定制西装1200套。

4.4 营销与服务环节工业大数据的应用场景

在市场营销环节，利用大数据挖掘用户需求和市场趋势，找到机会产品，进行生产指导和后期市场营销分析。

建立用户对商品需求的分析体系，挖掘用户深层次的需求；建立科学的商品生产方案分析系统，结合用户需求与产品生产，形成满足消费者预期的各品类生产方案等。如我国海尔集团利用SCRM会员大数北京天拓四方科技有限公司是西门子工业自动化和驱动集团核心分销商一级代理商及系统集成商

据平台，提取数以万计用户数据，通过“look-like”模型将用户分类，然后结合智能语义分析工具，分析客户需求，优化用户体验。

在产品售出服务环节，工业数据推动企业创新服务模式，从被动服务、定期服务发展成为主动服务、实时服务。通过搭建企业产品数据平台，围绕智能装备、智能家居、可穿戴设备、智能联网汽车等多类智能产品，采集产品数据，建立产品性能预测分析模型，提供智能产品服务。例如GE能源监测和诊断（M&D）中心，收集全球50多个国家上千台GE燃气轮机的数据，每天就能为客户收集10G的数据，通过分析来自系统内的传感器振动和温度信号的恒定大数据流，这些大数据分析将为GE公司对燃气轮机故障诊断和预警提供支撑；固特异轮胎跟IMS合作推出了FuelMax产品就利用分析轮胎压力提醒用户如何保养轮胎更加省油，每年可以给一辆集装箱客车节省3000美元的油耗。

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浅谈改性塑料的工业应用 篇3

关键词：塑料改性；应用；发展趋势

中图分类号：TQ320.7 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）03－0026－02

改性塑料经过20多年的发展，已初步形成以填充母料和各种功能母料、改性塑料专用料为主要产品。改性塑料行业是我国塑料工业领域重要的生力军，也是在高分子材料加工与应用领域，学术上、技术上、产业上最为活跃，发展前景最为广阔，为我国塑料工业持续快速的发展及社会经济发展做出了突出贡献。

1 塑料改性概况

塑料改性是一门科学，从广义上说，凡是能降低塑料制品原材料成本，提高某些方面的性能或赋予塑料材料新功能的方法、途径都应称之为塑料改性。改性技术通常是指通过填充、共混、增强等手段提高塑料的性能，使通用塑料高性能化、低成本化，从而实现：①具有独特功能（如耐老化、阻燃、抗静电、导电、抗菌、超韧、高强）的一系列新型塑料产品。②在保证使用性能要求的前提下降低塑料制品成本。③提高产品技术含量，增加产品附加值的最适宜途径。如刚性粒子增韧技术为同时实现材料的高韧性和高刚性开辟了成功的途经，具有重要的应用价值。

2 塑料改性应用领域

改性塑料广泛应用于汽车、家电、农业、建筑、电子电器、轻工及军工等行业领域。我国改性塑料空间广阔，发展潜力大，由于行业起步较晚，国内生产企业产品单一，技术含量低，导致市场占有率低，而跨国公司占据了75%左右的国内市场份额，尽管跨国企业数量相对较少，但大多是集上游原料、改性加工、产品销售一体化的大型化工企业，在原料供应上和生产规模上均具有优势。随着我国企业自主研发和创新能力的提高，市场份额逐渐增加，中国正在成为全球改性塑料的最大潜在市场。

（1）家用电器行业是改性工程塑料的传统领域，随着经济的发展，我国已成为全球家电制造中心，彩电、空调、小型家用电器等国内消费量和出口量仍将保持持续增长的趋势。

（2）汽车行业是改性工程塑料应用的新型领域，随着我国汽车工业的迅猛发展，2010年仅汽车需用塑料达100万t左右，其中所用聚丙烯、聚乙烯等塑料需要进行改性才能满足汽车行业高性能的要求。而刚性粒子增韧技术就可以使通用塑料实现工程化、高性能化。为了满足汽车零部件兼具高刚性和高韧性的要求，我们还应尽快开发纳米粒子改性PP材料。同时要开发其他方面具有特殊性能的纳米复合技术，纳米技术作为一项高新技术在高分子材料改性中有着非常广阔的应用前景。

（3）另外要大力开发木塑复合材料，随着社会经济的发展，资源能源问题和环境问题越来越受到人们的重视，“以塑代钢”“以塑代木”正成为人类社会生产和消费的一种趋势。木塑复合材料是一种资源循环型，绿色环保新材料。它是利用废弃的木屑、农作物秸秆粉、果壳粉等和热塑性高分子材料（PP、PE、PVC）为主要原料，经高温混炼，再经成型加工而制得的一种价廉性优的新型复合材料。特点是：性能优异、原料来源丰富、加工方便、成本低廉、绿色环保。在建筑装饰、包装与运输、农业、军事等行业市场广阔。

3 塑料改性技术面临新突破

为适应市场需求，我国塑料改性技术面临几方面重大突破：①无机粉体材料填充改性轻量化问题；②填充改性塑料成型加工尺寸变化率问题；③纳米碳酸钙在基体塑料中的分散问题；④阻燃塑料无卤化问题；⑤用环境友好塑料解决塑料产业与环境保护协调发展的问题。

我们在塑料改性技术研究方面要突破的是塑料改性观念的转变。要从一味追求降低成本的束缚中解放出来，确立塑料改性的高性能化、多功能化、品牌化、高档次化的发展模式。

另外，要大力研发环境友好塑料，所谓环境友好塑料主要是指那些在使用期限内具有良好的使用性能，而超过使用期限后，在阳光、水和微生物的作用下能自行降解的塑料品种；还包括通过回收利用技术，将已经废弃的塑料再制成制品进行反复应用，延缓、推迟废弃塑料对环境造成污染的时间，并减轻污染程度或基本消除污染的塑料品种。为了实现“环境友好塑料材料”对自然环境、人类、生物圈无害或相对危害较小，应围绕五方面开展基础理论研究和新产品改性开发工作。①减量化—减少材料的用量；②资源化—可回收利用；③无害化—可环境消纳；④清洁化—可进行清洁生产；⑤节能化—降低成型能耗。

因此，为促进塑料改性行业领域的更大发展，要树立在提高改性塑料的物理机械和综合应用性能以及扩大工程化应用的前提下，降低制造成本的塑料改性新观念。

4 改性塑料未来的发展趋势

4.1 通用塑料工程塑料化

尽管工程塑料新品不断增加，在不断开拓应用领域，并由于生产装置的扩大，成本不断降低；但是，在改性设备、改性技术不断发展成熟的今天，通用热塑性树脂通过改性不断具有工程化特点，并已抢占了部分传统工程塑料的应用市场。

4.2 工程塑料高性能化

随着国内汽车、电气、电子、通信和机械工业的蓬勃发展，改性工程塑料的需求将大幅上升，各种高强度耐热型工程塑料将得到广泛应用。

4.3 特种工程塑料低成本化

如聚苯硫醚（PPS）、聚酰亚胺（PIM）、聚醚醚酮（PEEK）、聚砜（PSF）和液晶聚合物（LCP）等高性能工程塑料，由于具有电性能好、耐高温和尺寸稳定等特性，有的还具有很好的阻燃性、耐放射性、耐化学性和机械性能，因此在电子电器、汽车、航空、仪表、石油化工以及火箭、宇航等尖端技术领域具有越来越重要的应用。

4.4 纳米复合技术将为改性塑料带来新机

聚合物纳米复合材料的制造与应用是未来的一个重要课题。现在，纳米技术的发展日新月异，纳米高分子材料作为其中的重要分支，研发呈现出新的趋势。纳米技术的潜在利益驱使着许多国家的科学家们不断地探索和研究，竞争十分激烈。对于纳米高分子材料来说，由于纳米粉末粒子的粒子小、表面积大、易于团聚，因此，在制备纳米粉末改性的聚合物复合材料时，用通常的共混方法难以得到纳米结构的复合材料。为了增加纳米添加物与聚合物的界面结合力，提高纳米微粒的均匀分散能力，需要对纳米粉末进行表面改性。主要是降低粒子的表面能态、消除粒子的表面电荷、提高纳米粒子与有机相的亲和力、减弱纳米粒子的表面极性等。

4.5 开发新型高效助剂也是改性塑料的重要发展方向

改性塑料涉及的助剂除了塑料加工常用的助剂如热稳定剂、抗氧化剂、紫外吸收剂、成核剂、抗静电剂、分散剂和阻燃剂等外，增韧剂、阻燃增效剂、合金相容剂等对改性塑料也是非常关键的。

4.6 开发高效反应型功能插层剂

以使在化学键连接下原位生成纳米尺度分散相，从而将纳米分散相通过化学键连接在聚合物分子主链上，形成浑然一体的聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料，用现有塑料膜、片、瓶的成型设备和工艺，高效低成本制造新型塑料包装制品，可以回收重复再使用、回收造粒再利用，是具备绿色环保理念的新型高阻隔塑料包装材料。

5 结束语

改性塑料有着广泛的应用前景，促进了国内外塑料工作者的不断探索和研究，为了满足各行业的需要，科技工作者要開发出多种多样的改性塑料。 （编辑：王昕敏）

On the Industrial Applications of Modified Plastics

Tian Ping

Abstract: This paper reviews the industrial applications of modified plastic, introduces modified plastics’ application field, and briefly analyzes its performance characteristics, developmet direction and a new breakthrough which technology is facing.

Key words: plastic modification; application; development trend

工业应用型 篇4

1 在线监控和预警系统内涵及建设必要性

在线监控和预警系统, 是以在线分析仪为核心, 以移动通讯为媒介, 用传感技术、自动控制、计算机应用及相关分析软件与通讯网组成综合性在线监测和预警系统。利用检测技术、网络技术与自动控制对排污企业进行全程监控、及时预防与处理污染的管理系统。

工业园存在问题与废气排放, 工业园环境问题有: (1) 居民离工业园很近, 园区有小范围居民集中, 废气污染突出。 (2) 气体源头监管有难度, 接到举报到人员到现场, 气味已经消散, 确认污染源难。 (3) 废气处理没有监控, 处理流程与排放不能有效监管。 (4) 废气超标或严重扰民, 不能接到预警, 处理滞后。急需建设废气安全预警系统, 对企业烟囱与废气排放实时监控, 对集中工业区废气监测预警。

2 在线监控和预警系统在建设中主要问题

(1) 系统安装缺乏认识, 无法保证其正常运行。工业园中很多企业对在线监控和预警系统重要性认识不够, 安装验收完后, 不重视运营管理, 陷入仪器设备无法正常运转, 集成商没有资金无力接手, 环保部门看不到, 政府大量投入的监测数据状况。

(2) 监测仪器缺少统一标准, 导致在线监测仪不能规范化运行。工业园中现有监测设备厂家众多, 一次性投资费用为进口设备50%, 仪器测量法缺乏统一标准, 监测数据偏差与运行稳定性等方面落后进口设备。由于监控设备存在质量问题, 有些企业管理不到位, 出现故障没有及时处理, 导致联网不稳定, 系统无法长期的正常运行。

(3) 自动监控设备机型多, 和国家网络连接困难多。连网软件厂家服务不配套, 阻碍在线监测仪规范运行。有的开发时间不一样, 缺乏统一采集系统, 使数据传输网与管理软件不兼容, 数据联网无期, 使数据不能兼容, 阻碍数据联网进度。

(4) 缺乏对检测系统管理机制, 无法保证数据准确。缺乏运营商的管理机制, 社会上很多没有运营资质的环保企业进入监测市场, 用低廉价格承接监测业务进行转包。技术力量与利润不能支撑维护与后期运营, 无法提供让网企业与环保部门满意的服务, 扰乱市场价格, 使安装与维护质量没有保证。

3 某市工业园在线监控和预警系统概述

(1) 首先由监测系统采集现场浓度数据, 废气治理监控系统采集企业与工况数据, 通过数据传输仪与网络通讯把数据传到废气监测与预警平台。预警平台分析数据, 数据异常则发送到环境监察与企业人员电脑终端。企业根据信息自行处理, 通过平台客户端把处理上报。如遇重大污染事故由环保部门按应急预案妥善处理。

对工业园重点企业废气处理监控系统对企业处理效果全过程监控, 有效约束超标排放, 及时调整工况与处理工艺, 源头监控废气达标排放, 提升废气治理能力。

(2) 废气监控布点对监控系统很重要, 鉴于园区有居住区, 周边也有集聚区, 为准确与客观把握废气对居民影响, 除在重点排放口与厂界设点外, 对公共区也设点。

(3) 监测因子, 主要因子是TVOC与硫化氢。

(4) 废气在线预警平台。该平台实时监控, 涵盖数据收集、处理与应急管理平台。综合该平台区域内废气各类静态与动态数据的监控、数据与报表管理、参数与任务管理等功能。针对不同废气污染, 提供应急预案, 数据异常或者事故发生, 提醒与指导采取措施与执法部门对事故应急处理。

监测仪器设定对被监测废气毒性、排放标准与精度。一旦超过报警值, 便向终端发送报警信息。预警平台设置应急预案, 根据设置的触发条件, 触发各类处理方案。例如, 针对轻微废气污染, 设置一级黄色预警, 向相关监测人员发送警报信息, 可有企业根据具体情况, 自行进行处理, 然后将处理结果上报上级有关单位, 进行记录即可, 对于污染造成的损失和处理措施, 也要进行统计记录, 为类似事件的处理积累经验。对于较为严重的污染, 设置二级橙色预警, 同样向相关人员发送警报信息, 然后根据污染的严重程度, 安排相应的技术人员和监察人员到现场进行处理, 判断是否需要对相应的设备进行检修, 同时随时跟进处理进度, 待处理完成后, 对整个事件的处理过程进行记录和整理, 并上报处理结果。对于十分严重的污染, 要设置三级红色预警, 组织应急指挥小组, 在第一时间启动应急预案, 上报相关部门, 制定针对性的处理措施, 尽一切可能, 将污染造成的影响和损失降到最低。另外, 在线预警平台如果出现故障, 也会出现报警的情况, 这时, 应该组织专业维护人员赶赴现场, 进行维修工作, 并对解决情况进行上报。

4 针对在线监控预警系统的建设意见

从目前的实际情况分析, 集中工业园区工业有机废气的污染控制受到了企业和相关环境管理部门的重视, 在线监控预警系统也得到了广泛的普及和应用, 而要想确保其作用的充分发挥, 还需要采取一定的对策和措施。

(1) 确保在线在线监控与预警系统的合法性

对重点污染源进行在线监控, 是强化环境保护, 贯彻落实科学发展观的客观要求, 同时也是落实主要污染物总量减排措施的重要依据。国家对于一些污染严重的工业企业, 都制动了相应的节能减排目标, 规定如果企业在一定时间内, 没有完成这些目标, 出现超标、超总量排污的情况, 将会对企业实施限产减排或关停处理。而自动在线监控设施取得的数据信息, 将作为标准判断企业是否完成相应任务的唯一核定标准。因此, 确保系统的合法性是十分必要的。

(2) 建立运维和长效监测机制

对于废气安全监测预警系统而言, 定期监测机制是十分重要的组成部分, 通过对监测设备的定期巡查和校准、对比等, 有效确保设备运行的可靠性和稳定性, 进而保证监测数据的准确性和有效性, 确保系统可以长期稳定的运行。

5 结语

总而言之, 在集中工业园区建设工业有机废气的在线监控预警系统, 对工业生产中的有机废气进行实时在线监控, 在废气超标排放时, 可以向相关企业和环保监察人员发送警报信息, 通知其进行及时处理, 从而减少了废气对于周边环境的污染, 保障了工业园区的环境安全, 有助于实现社会的可持续发展。

摘要：集中工业园区产生的工业废气中含有许多有害气体, 对其实行有效监测, 建立在线监控预警系统, 对于控制空气质量, 保障居民生命健康具有重要意义。系统的主要组成部分包括:废气监测、废气冶理监控、废气安全预警平台系统与一套监测机制, 通过边界设定监测点, 管理与与控制园区废气排放, 减少对群众健康影响与光化学烟雾等大气污染。本文主要对在线监控预警系统的内涵、建中存在的问题及应用进行探讨。

关键词：集中工业园区,工业有机废气,在线监控预警系统,应用

参考文献

[1]金琴芳.对集中工业区废气安全监测预警系统的研建[J].污染防治技术, 2013, 26 (4) :13-15.

[2]陆树立.我国污染源在线监控系统建设运行及对策措施研究[J].环境研究与监测, 2009 (22) :7-8.

工业应用型 篇5

(一)工业工程专业的人才培养方向

从近年来工业工程专业毕业生就业状况来看，企业对工业工程专业毕业生最初的定位一般是单一型的技术人员、研究人员或管理人员。而在日后将是集技术、研究、管理于一身的高级复合型人才。这要求工业工程专业必须培养具有扎实的专业知识，具备一定的学习能力，动手能力强的人才。工业工程广泛应用于制造业，并着重于对系统的优化改进。较强的实践动手能力是发现问题，解决问题的.基础，对于系统的优化改进是必不可少的条件。

(二)国内各大高校工业工程专业的课程设置情况

国内工业工程专业主要划分为两大发展方向，一是以机械工程为主干学科;二是以管理学为主干学科。两种不同的发展方向，对课程设置的侧重点有所差别。第一种人才培养方案的主干课程是系统工程、工程经济学等;第二种人才培养方案的主干课程是管理学、人因工程等;前者以技术类学科为主，培养的是生产过程中所需的技术型人才，后者则侧重培养管理方面的人才，在企业管理过程中发挥作用。

(三)工业工程专业毕业生就业状况

我国有200多所高等院校开设了工业工程专业。学生毕业后可在工业企业、金融银行、咨询服务或政府部门任职。就业可选择岗位包括工业工程师、软件工程师、项目经理等。从事系统规划设计、生产管理、现场管理等方面工作。调查显示工业工程专业已经呈高比例的快速发展趋势，相反其专业人才还较少。毕业生数量满足不了企业需求。有关调查显示工业工程专业毕业生超过70%从事制造业方面的工作，由于专业限制等诸多因素从事冶金业仅占20%左右，5%从事服务业，从事其他行业的人数远少于制造业、冶金业、服务业。由此可见，工业工程专业的毕业生非常受到制造企业的欢迎，市场需求很大。

二西昌学院工业工程专业建设现状

(一)专业师资力量薄弱

西昌学院地处攀西地区，经济发展比较缓慢，教学条件与沿海地区有很大差距。西昌学院专业教师引进困难，这是西昌学院师资力量薄弱的主要原因。西昌学院工业工程专业在师资方面主要依托管理学专业教师团队，同时也有经济学、工程学教师授课。缺乏工业工程的专业教师，这无疑严重制约了专业的建设发展。

(二)专业课程设置偏重文科

西昌学院工业工程专业属文理生兼收，标准学制4年。毕业授予管理学学士学位。专业主干课程包括管理学、运筹学、统计学、经济学、系统工程学、管理信息系统、基础工业工程、物流工程、人因工程、生产管理、标准化工程、质量管理工程。因此，工业工程专业管理类课程占比大，忽略了技术课程的开设。

(三)实践教学建设落后

西昌学院工业工程实践教学又三方面组成。一是实训课程方面：开设有基础工业工程实训、物流工程实训、生产系统管理实训、项目规划设计实训、企业综合管理实训五大实训模块。二是实验室建设：在校内建设了工业工程综合实训中心，包括基础工业工程实训室、人因工程实训室、质量管理与控制实验室。三是企业实践方面：在校外与省内外的企业建立了合作关系，成立了校外实训、实习、就业基地。其不足之处在于，实训项目缺乏创新，由于教学条件所限未完全落到实处。实验室建设刚刚起步。校外企业中适合工业工程专业进行教学的企业数量少。学生在实训过程中难以达到发现问题、解决问题的目的，学生通过这些训练还远达不到企业对人才要求。

三西昌学院工业工程专业的改进思路与方案

(一)改进目标

西昌学院工业工程专业应积极响应国家建设应用型本科高校的政策，以培养应用型人才为主要目标，改革自身，提高学生的就业竞争力。将本校工业工程专业的人才培养与攀西地区的企业需求相结合，明确人才培养的方向，做到与地方行业相融、相长、相促、相亲，形成共生共存的互利双赢的办学态势。并着重提高学生面向社会的适应性，按照“社会需要、市场(就业)导向、德育为先、能力本位全面发展”来引导人才定位，以专业岗位或岗位群的需要，在学习能力、实践能力、创新能力、交流能力和社会适应能力的指向上更加具体。在“本科学历学位+职业技能培养”的前提下，在“应用型”“地方性”“民族性”的政策方针下完善应用型人才培养方案。除了提高学生的就业竞争力以外，注重培养学生毕业再深造的意识，开阔学生的视野，让学生有更高的目标。为学生毕业后的发展方向提供多项选择。

(二)改进的依据

“应用型本科”是对新型的本科教育和新层次的高职教育相结合的教育模式的探索，培养适应社会经济发展需求的应用型本科专业人才。西昌学院作为向应用型高校转型的试点高校积极贯彻国家建设应用型本科院校的政策，重视实践教学、强化应用型人才培养。培养学生的实践能力和创新能力，提高学生社会职业素养和就业竞争力。

(三)改进内容

1.加强师资建设

强化师资力量是西昌学院工业工程专业改革的首要目标。具体方式有：

(1)完善优惠政策，吸引高层次人才。充分利用我市引进高层次人才的优惠政策，大力吸引具有硕士研究生以上学历学位或高级职称的人员来我院任教。

(2)创新方式方法，大力引进“双师”素质专业带头人和骨干教师。争取优惠政策，对于高学历、高职称的“双师”专业带头人和骨干教师，给予不占编制、不占岗位的引进政策，优先引进。对于企业行业一线技术骨干或能工巧匠，采用人事代理制的模式，实行合同聘用制。

(3)重点面向社会，招考专业技术人才。继续面向企业、行业一线招考具有中级以上职称或技师以上资格的技术人才，壮大“双师”骨干教师队伍。深入重点高校，选拔招考优秀本科毕业生。

(4)利用社会资源，聘用技能型兼职教师。不断加大投入，从与专业设置相关行业或企业的工程、技术、管理人员中，选聘既有丰富实践经验又有教学能力的专业技术人员兼课。

(5)对原有教师队伍的专业素质进行提升。对技能型教师，要以业务理论进修为主进行培训。对于高学历教师，要以到企业实践锻炼为主进行培训。

2.课程调整及教学方法改革

结合应用型本科高校建设的初衷，学校应该适当增加专业技术培养的课程，让学生掌握一定的专业技能。同时改革课程结构，采取多种课程模式。在校内教学中改革教学内容与方法采用启发式、讨论式、讨论参与式、探讨式、科学研究式等教学方法提高学生独立思考、综合分析的能力，并更多地给学生以方法论、发散思维、多维思想等启迪。最新科研成果及前沿知识采用活页教材。尊重学生个性发展，开放设计性、创意型、虚拟现实型等实验。在当今社会互联网高速发展的前提下，有效利用网络资源，增加网络教学，寻找网络上的相关课程融入到本校工业工程的教学中去，利用其他高校的课程资源，弥补本校工业工程教学刚刚起步的不足。开展案例教学，将生活中企事业单位的生产、管理案例记录下来，带到课堂当中，在老师的引导下，让学生积极讨论研究，找出其中的优点与不足，培养学生自主获取知识的能力。与其他高校进行合作，共同培养人才，资源共享，做到资源利用最大化。多邀请社会上相关企事业人才、工业工程领域专家到学校举办讲座，使学生能够多方面接受知识。

3.实践教学

与校外专业相关的企业加强联系，建立合作关系，为学生提供更多的实训机会，让学生在周末，寒暑假等课余时间能够到企业中去参与工作。一方面可以让学生有效利用空余时间;另一方面可以提高学生的就业竞争力。加强实验室建设。工业工程的许多学科都是基于实验的研究。西昌学院的工业工程专业自从首次进行招生，录取人数逐年上升，然而实验室建设却迟迟跟不上。9月才建设了工业工程、质量工程、人因工程三个实验室，可供学生进行实际操作和实验，为毕业设计提供了硬件条件。但相比之下，西昌学院的实验室建设在同类院校中仍处于落后水平，学校应加大投入力度，重视工业工程专业的持续发展。

4.科研建设

科研成果是衡量一所大学办学质量的重要标准，学校的科研实力强大，能第一时间让学生掌握最先进的专业理念，了解到最先进的科研成果，而学生参与到科研当中可以培养学生的创新意识，增强学生的实践能力。学校应该让学生学习发明创造学等相关课程，鼓励学生积极参与课外科技创新活动，加强创新意识和创新思维素质的养成教育。成立工业工程专业科研兴趣小组，配备一名专业教师担任组长，让学生可以自由探讨、交流想法，教师及时给予参考意见收集学生的想法，好的创意鼓励进行实践探索。组织、参与相关科技创新比赛，调动学生的积极性，培养学生的兴趣。充分利用学校的科研项目，给学生机会参与到国家级、州级、校级科研项目中去，在指导老师的带领下完成科研项目。

参考文献

[1]易树平，郭伏.基础工业工程[M].机械工业出版社，(8):16-26.

[2]付植桐，王秀时.高校实验教学改革的思考[J].实验室科学，(5):23-25.

[3]郑玉巧，杨平.基于应用型工业工程实验教学方法研究[J].实验科学与技术，(11):72-74.

[4]马金山.工业工程专业课程体系的优化研究[J].武汉职业技术学院学报，(5):96-98.

解析工业设计应用材料的质感 篇6

摘要：工业设计离不开材料，材料的选择运用关系到一项设计的品质。本文主要讲述材料的质感设计以及材料质感的自然、科技、社会属性。质感可被称为“质地”或“肌理”，其既能展现材料本身的实体感觉，又能反映出材质的特殊属性及设计师利用工艺手段赋予产品表面的新颖效果，属于视觉与触觉的范畴。材料和质感互为表里，各种材料借助质感来显露其面貌，同时透过质感来表达材质的特性。换言之，“质感”就是产品材质所呈现在色彩、光泽、纹理、粗细、厚薄、透明度等多种外在特性的综合表现。

关键词：工业设计 材料质感 材质美学

中图分类号：TB47

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2016）02-0060-02

视觉或触觉对不同物态如固态、液态、气态的特质的感觉。在造型艺术中则把对不同物象用不同技巧所表现把握的真实感称为质感。不同的物质其表面的自然特质称天然质感，如空气、水、岩石、竹木等；而经过人工处理的表现感觉则称人工质感，如砖、陶瓷、玻璃、布匹、塑胶等。不同的质感给人以软硬、虚实、滑涩、韧脆、透明与浑浊等多种感觉。

一 材料的质感设计

所谓质感是指物体表面的质地作用于人的视觉而产生的心理反映，即表面质地的粗细程度在视觉上的直观感受。质感的深刻体验往往来自于人的触觉，不过由于视觉和触觉的长期协调实践，使人们积攒了经验，常常是光凭视觉也可以认识到质地的感觉。

1.1 材料质感的分类

质感从宏观上分类可分为天然质感和人工质感两个大类，在造型设计中设计师可以用原始的天然材料质感进行设计，也可以用人力加工的材料质感来设计，还可以两种材料组合设计，究竟哪种材料好要从实际构成要求出发，单从材料类别来讲是没有意义的。如果从构成形式方面来讲，质感可分为三大类和六种典型形式。所谓典型质感，在形式设计实践中，质感的粗细程度是相对的，在辩证设计的实际应用中就更是如此。

1.2 材料质感的表情

所谓质感的表情，就是粗、中、细不同质地表面对人产生的视觉心理影响和情绪反映。一般情况下粗质感具有质朴、厚重、温暖和粗犷的视觉心理反应。从另—方面来说粗质感也具有负面的心理效果，如果使用不当也会产生粗俗、简陋、笨拙的不良后果。细质感则具有精致、高雅、寂静的视觉心理影响。当然它也有消极的一面，即使用不当时会产生平淡、单调的后果。至于中间质感则具有温和、软弱、平静的视觉心理影响，也是一种调和过渡的感觉形态。另外，光与麻的质感也会造成特定的心理影响。

1.3 材料质感构成的要点

所谓要点就是应当注意的问题。这里主要应引起注意的是设计中的面积的问题。简而言之，就是要把握“两头小中间大”的原则。所谓“两头小”就是粗质感表面的面积和细质感表面的面积要小；“中间大”是指中间状态的质感面积要占有主导地位，这样才能确保整体布局有个良好的比例关系，进而形成既有对比又有统一的良好构成形式。在现代形式设计中，由于总体发展趋势，趋于简捷，因此造型要素强调少而精，很少有多余的装饰出现，因此质感就得到了特殊的重视。设计中的质感要素是现代设计形式取得“少中见多”效果的重要手段之一。

1.4 材质与质感的关系

材质是什么7材质可以看成是材料和质感的结合。每一种材料都有质感。每一种质感都代表一种材料给予人们的感觉。所以有关于材质与质感的关系，可以说是一种映射的关系，材料的质感就是材质，每种质感都代表一种材质。有关于材料的质感设计即是材质的设i必须仔细分析产生不同材质的原因，才能让设计师更好地把握质感。而对于材质方面的研究，更能有助于从业者对材料的质感设计。

二 材质的美感

哑光塑料的和谐朴实美、拉丝金属的科技感、半透明材质的绚丽可爱、透明玻璃的晶莹剔透、白色陶瓷的洁净美、木头材料有温馨之美、柔软的材料有肌肤之感。

2.1 材质美的自然属性

（1）材质的情感联想性——材质会使人产生许多感觉的联想。

石头、木头、树皮等传统材质总会使人联想起一些古典的东西，产生一种朴实、自然、典雅的感觉将这样的材质运用到产品中，会使产品或多或少的带上情感倾向。玻璃、钢铁、塑料等叉强烈的体现出现代气息。运用材质进行产品设计与作画很相似，都是为了表达一定的创意，塑造一定的角色形象。材质的相互配合也会产生对比、和谐、运动、统一等意义。—种好的设计有时亦需要好的材质来渲染，诱使人去想象和体味，让人心领神会而怦然心动。

（2）材质的真实性——真实本质的展现就是—种美

材质设计中效果与投入的时间不一定成正比。经过刻意加工过的材料，表面效果丰富了，但设计的价值不一定提高。在很多情形下，强加的颜色和纹理反而显得矫揉造作，得到相反的效果。一只出窑的瓷碗，因手工的操作产生了一些变形和色变。在一些人看来，成为了次品，但若是很有代表性、很真实的话，有时亦是上等的佳作，耐人寻味。在社会鉴赏力不断提高的今天，产品的美学观不仅仅局限于大工业时代的整齐化一的工业美学，能够体现材质自然真实的本质就材质的本质美，这种材质的本质感美学不断地得到世人的认可。

（3）材质的自然生命性——许多材质来源于美丽的有生命的物体

一片布满粗细叶脉的树叶，一片叶生叶落春绿秋黄的森林，自然界的一切无不向人揭示，在自然力量支配下的生物世界充满神秘的多样性和复杂性。现代设计师常在工业产品中融入这种自然材质，使生命的神秘性和多样性能够在产品中得以延续。通过材料的调整和改变以增加自然神秘或温情脉脉的产品情调，使人产生强烈的情感共鸣。大自然是最伟大的设计师，它所创造的壮观、迤逦、神奇任何设计师都无法与之比拟。这种美在于它深厚的历史厚重感，它的多样性和复杂性是干百年来的生命活动而逐步形成的。

（4）材质的纯净性——纯净整洁的美endprint

纯净，自然、原汁原味的美学享受。材质运用要保证材质的纯净性，将材质本质美真实地表达出来。纯净是—种美，清澈的山间小溪，万里飘雪的北国风光，出淤泥而不染的荷花，都映射出一种动人的纯净美，这种美来源于纯洁白，在产品中亦然，晶莹的水晶，光洁的表面，均匀的光影过渡都是纯净美在产品中的表现。

2.2 材质美的科技属性（人工质感）

（1）材质的光学效应美——材质的光泽源于材质对光的反射和折射

材质的视觉设计其实就是光的设计，每一种材质的光学效应是不同的，材料的不同，带给人视觉和触觉上的感受不同，人们对材料的认识大都依靠不同角度的光线。光是造就各种材质美的先决条件，光不仅使材质呈现出不同的光泽度，由于材料本身所具有的特性。

（2）材质的工艺美——材质美的来源是对材料工艺的遵循

用最简单的方法解决最复杂的问题。这就是说材质的使用力求吻合材质的加工工艺。如以前的金属钣金件是由锻打工人手工打造。而随着自动控制的运用，新材料工艺的形成，对材质其也产生了影响。从而使形态肌理多样化。这些进步都是，建立在对材料加工工艺的遵循的基础上的。它们是真实的、合理的，因而也是美的。这种材质的美感来源于材质细致精湛的工艺。

2.3 材质美的社会属性（质感美的设计）

（1）材质的绿色性——材质使用的道德和社会责任

绿色材质的美源于人们对于现代技术文化所引起的环境及生态破坏的反思，体现了设计师和使用者的道德和社会责任心的回归。在很长一段时间内，工业设计在为人类创造了现代生活方式和生活环境的同时，也加速了资源、能源的消耗，并对地球的生态平衡造成了巨大的破坏。特别是工业设计的过度商业化，使设计成了鼓励人们无节制消费的重要介质，“有计划的商品废止制”就是这种现象的极端表现，因而招致了许多的批评和责难，设计师们不得不重新思考工业设计的职责与作用。用新的观念来看待耐用品循环利用问题，真正做到材质的回收利用。绿色材质的美着眼于人与自然的生态平衡关系，在设计过程的每一个决策中都充分考虑到环境效益，尽量减少对环境的破坏。环保的绿色材质产品是设计者和使用者美丽灵魂的展现。因而绿色的环保材质产生了美。

（2）材质与人的亲和力——材质对人的心理和生理上的关怀

美来自了解，这是材质与人的亲切程度。材质的美是人对材质的熟悉和了解，一般说来，传统的自然材质材质朴实无华却富于细节，它们的亲和力要优于新兴人造材质。新兴的人造材质大多质地均匀，但缺少天然的细节和变化。（图1-图4）

石头——古朴、沉稳、庄重、神秘木材——自然、温馨、健康、典雅

金属——工业、力量、沉重、精确玻璃——整齐、光洁、锋利、艳丽

从建筑材质可以明显感觉到不同材质亲和力带来的心理体验是不同的。材质在经历的20世纪的科技崇拜后，材质的亲和美重新被人们所审视。在建筑产品上上海的新天地，南京的1912都重新起用传统砖石材质，设计没有选用玻璃和铝合金框架，而采用古典的砖石和木材制作，再涂上平和美丽的油漆，配上一些较有情趣味道的小物品，工艺古老而简单，却受到国际设计界的好评，其根本原因在于设计者通过对材料的用心选择、色彩的精心搭配和功能的合理配置表现了一种正直的思想和对人性的关怀：没有冰冷的钢管和铰链，让人不感到它是单调生硬的建筑，而是令人亲近和叫人喜爱的休息环境，从而打消压抑感，增加生活的乐趣，也有利于人健康人格的形成。

三 结语

工业应用型 篇7

关键词：工业工程,应用型,人才培养,模式

工业工程 (IE Industrial Engineering) 在19 世纪末起源于美国, 并在欧洲、日本、韩国等国家和台湾、香港地区得到广泛应用和发展。并为这些国家和地区的经济的高效、快速和健康发展起到了重要的促进作用。而工业工程的教育和应用在我国起步较晚, 严重落后于国民经济发展, 造成了既懂技术、又懂管理的工业工程人才严重匮乏的局面。如何改革和发展工业工程高等教育, 对于加速培养高质量的、国际化的复合型管理工程应用型人才, 全面提升制造企业和服务企业的效率、质量和效益水平具有十分重要的现实意义和深远的影响。

1.工业工程的特点及领域

1.1 工业工程的特点

工业工程是一门工程技术与管理技术相结合的综合性工程学科, 它以降低成本、 提高质量和生产率为导向, 采用系统化、专业化和科学化的方法, 综合运用自然科学、数学、社会科学, 特别是工程技术的理论与方法, 对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行规划、设计、评价、创新和决策等工作, 使之成为更有效、更合理的综合优化系统, 为实现生产制造、管理和服务系统的低成本、高效率和高效益的管理目标提供有力的技术支持。

IE特点如下:

(1) 中国工业工程是一门与管理紧密相连的工程技术。它是以工程的方法来改善管理, 以管理的概念来策化工程。 (2) 它的技术支持功能在于面向对象的人、物料、设备、信息、能源的集成规划、设计、改善、控制、创新。 (3) 它为生产制造和管理、服务系统的降低成本、提高效率和效益服务。它必须为实现目标提供系统的分析与设计, 按照工业工程设计的方案, 系统目标应该能够实现, 并在运行中应提供管理和控制的支持。

1.2 工业工程的应用领域

工业工程领域覆盖面和行业适用面较广, 工业工程起源于机械制造业。工业工程强调“系统观念”和“工程意识”, 重视研究对象的“统筹规划、整体优化和综合原理”。因此, 工业工程领域涉及的主要学科领域有系统科学、现代管理科学、计算机科学、运筹学等。

今天, 工业工程的哲理和技术方法也快速从制造业向其他领域渗透, 为此, 美国工业工程师学会按学科和应用领域分为21 个专业学会, 代表着其研究与服务领域:航天与航空、计算机与信息系统、电子工业、能源管理、工程经济、人类工程、设施规划与设计、金融业务、政府管理、工业与劳务关系、管理运筹学、加工工业、生产与库存管理、质量控制与可靠性工程、零售商业、卫生系统、运输与销售、公用事业、工作研究与制造系统。

2.工业工程专业应用型人才培养模式

2.1 工业工程人才需求特点

工业工程专业虽然进入我国比较晚, 但是, 随着中国加入WTO和经济全球化, 美国、日本、韩国及台湾、香港地区跨国企业的涌入, 需求大量的工业工程人才, 中国国有和民营企业在提高管理水平同时也大量需求工业工程人才, 根据各自企业特点要求工业工程人才具有掌握经典工业工程和现代工业工程的知识和能力, 如图1所示。

结合沈阳工程学院的行业背景, 制定人才的培养目标:以制造业和电力行业为对象、工程技术为支撑, 培养富有责任心、主动性和创造力的, 适应能力、沟通能力和解决制造领域复杂问题能力强, 能将现代制造工程技术、系统工程理论、管理和信息化技术相结合, 运用工业工程的理论、方法科学和技术手段提高制造系统整体效率和效益的复合型高级工程技术管理和信息化人才。

2.2 沈阳工程学院IE学科与国内外IE学科的对比分析

沈阳工程学院IE专业建设过程中, 根据学校自身特点、国内IE专业发展, 借鉴国外教育经验, 不断调整使课程设置更加合理, 使学生知识结构合理, 使学生在学完一门课后能融会贯通地掌握许多知识, 通过调研报告、回答问题、专题讨论等作业形式, 让学生主动寻找大量资料阅读并总结归纳, 或者通过实践调查研究和实验方法来完成。

(1) 工程技术课程及学分比较, 美国普渡大学和中国的香港大学、西安交通大学、天津大学的工程技术课程分别为32、30、28和15.5, 沈阳工程学院为10.5学分, 远远低于这四所院校。沈阳工程学院工业工程专业在管理工程系中, 工程技术基础更显薄弱, 这样就会出现学生毕业分配工作后管理理论丰富而实践能力差的情况。所以, 应适当增加工程技术类课程所占的比重。

(2) 工业工程专业课及学分, 美国普渡大学和中国的香港大学、西安交通大学、天津大学的工程技术课程分别为36、46.5、17和28, 沈阳工程学院为22学分, 远远低于这四所院校。就沈阳工程学院的工业工程专业本身而言, 成立时间较短, 所设工业工程类课程还不能完全满足需求, 尤其对先进的现代的工业工程的有关课程和前沿专题, 我们了解接受和应用的太少, 特别是在电力企业应用, 无法完全适应新经济的要求。

3.构建工业工程专业应用型人才培养模式

在进行国内外对比分析基础上, 形成了沈阳工程学院工业工程专业培养方案的框架体系, 如图2所示。

在整体框架基础上, 形成核心课程体系, 公共基础课有高等数学 (一) 和大学英语 (一) ;专业基础课有管理学、工程经济学、管理信息系统、生产工程基础四门;专业课有工业工程基础、生产管理、人因工程、质量管理四门;主要实践环节有工业工程基础实验、生产工程基础课程设计、人因工程实训、物流工程课程设计和毕业设计 (论文) 。形成了工业工程师方向和电力企业运营管理两个模块, 并在2011级工业工程专业实施。

4.结论

在沈阳工程学院工业工程专业人才培养目标的基础上, 提高工程技术和工业工程专业课程的内容和学分, 增加学生的工程实践能力, 为培养工业工程专业应用型人才探索一条道路, 并为电力企业的应用型管理人才培养探索一条新的途径。

参考文献

[1]齐二石, 霍艳芳, 刘亮.21世纪我国工业工程发展及其应用的战略思考.管理学报, 2004, (7) :103-106.

[2]周跃进.建设有特色的工业工程专业.工业工程, 2008, (4) :140-142.

[3]孔繁森.工业工程专业人才培养模式创新的理论与实践.中国大学教学, 2009, (5) :40-42.

钢铁工业节能技术进展及应用 篇8

钢铁工业是能源密集型、高能耗工业,是国民工业和经济的支柱。我国钢铁生产消耗大量的能源和载能工质,其能耗占我国国民经济总能耗的10%左右。成本中能源费用占有相当大的比重,钢铁联合企业中这一比重已达到30%,甚至更高。因此,降低单位产品能耗是增加钢铁企业经济效益,提高钢铁产品竞争能力的重要途径。

过去的几十年中,由于我国钢铁生产技术和设备的落后,尤其是中小钢铁企业的大量存在,大大制约了我国钢铁工业的发展。由于节能意识的匮乏和技术水平的底下,造成了我国钢铁工业的能耗水平远落后于世界先进水平,能耗最低的宝钢也要落后于世界平均先进水平5%左右,所以我国钢铁工业节能降耗还有很大的空间。

因此,积极地开发、研究和应用节能新技术,是维持钢铁工业可持续发展的重要途径。下面将介绍一些钢铁节能的技术。

1 主流的钢铁工业节能技术

20世纪70年代末,发达国家已经意识到提高钢铁企业生产效率以及进一步降低能耗的重要性。以日本为代表的一些发达国家开始着手研究新的节能降耗技术,经过几十年不断地改进和探索,这些技术现在已经相对成熟,开始大范围推广,许多发达国家的使用率都达到了50%左右。我国由于起步较晚,这方面的研究水平较差,所以只有一些重点企业引进了一些设备,并进行了国产化的研究和生产,取得了一些成绩。但技术水平和国外仍有较大差距,整体使用率也仅仅10%左右。

(1)干熄焦技术。

干法熄焦技术(Coke Dry Quenching,CDQ) 是利用冷的惰性气体(燃烧后的废气),在干熄炉中与炽热红焦换热从而冷却红焦。吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽,被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦。干熄焦技术具有明显的节能、环保和改善焦炭质量的作用。在干熄焦过程中,80%的红焦显热被回收,每吨焦炭可产生15t(4MPa、450℃)的中压蒸汽;每吨焦炭可省去15~18m3的熄焦水,因为不向大气排放含有酚、氰化物、硫化物及粉尘的水蒸气,改善了环境质量;焦炭强度提高,M40提高3~8 个百分点,M10降低13~18个百分点,从而可以改善高炉的技术经济指标。但是我国目前干熄焦工艺普及率仅有10%左右,与日本普及率60%相差甚远。我国干熄焦技术起步较晚,只在宝钢、首钢、济钢以及浦东煤气厂使用。与国外相比,我国的干熄焦装置处理能力偏小,宝钢为12台75t/h(日本新日铁技术),济钢2台70t/h(乌克兰技术),浦东煤气厂2台70t/h(乌克兰技术),首钢一台80t/h(日本新日铁技术),而日本于20世纪90年代就已投产干熄焦处理能力每台达180~200t/h的干熄焦锅炉。另一方面是关键设备需要引进,国产化设备运行可靠性差,故障率高。

由此可以得出这样的结论:CDQ技术可以大幅度降低企业能耗、节约能源。我国该技术起步晚,节能潜力大。

(2) 低温烟气回收技术。

目前,我国钢铁企业烟气余热利用中,高温烟气余热的回收利用情况较好,而中低温烟气余热的回收利用率较低。钢铁企业用高温烟气预热助燃空气,而通过空气预热器后约400~500℃的中温烟气则没有被大部分企业加以利用,至于温度更低的300℃以下的低温烟气利用的更少。国外已研究开发利用200℃以下的低温烟气余热用于供暖和制冷。就现有的技术而言,排入烟囱的最佳温度可以达到150~180 ℃,而如何利用中低温烟气余热是一个亟需研究的问题。现在国内烧结余热回收应用较多的是热管式余热锅炉,宝钢每吨烧结矿可回收75182kg中压蒸汽,并入公司蒸汽管网,多数企业回收的是低压蒸汽,未并入管网,只是就近使用。

(3)高炉煤气余压透平发电技术。

高炉炉顶煤气余压回收发电装置(Top Gas-Pressure Recovery Turbine,TRT)是利用高炉炉顶排出的高炉煤气中的压力能及热能转化为机械能并驱动发电机发电。现代高炉大都采用高压炉顶,从炉顶排出的高炉煤气除具有化学能外,还具有一定的物理能,为促进这些可燃废气的综合利用,通常采用高炉煤气余压透平发电节能装置(TRT),将煤气的压力能转化为机械能并驱动发电机发电。干式TRT 装置是钢铁企业重要的节能降耗技术,是国家重点支持、鼓励和发展的节能环保效益型创新技术,因而被国家列入重大技术装备国产化创新研制项目。用这种技术发出的电量是相当可观的,宝钢TRT技术吨铁发电量为3617kWh,相当于节约1418kgce/吨铁。

随着高炉大型化和干式除尘的应用,将会有越来越多的TRT 装置在国内高炉上应用。为适应我国中小高炉较多的现状,应考虑如何降低设备投资和提高发电效率,并探讨两座或多座高炉共用一套装置的可能性。

(4)蓄热式高温空气燃烧技术。

高温空气蓄热燃烧技术(High Temperature Air Combustion,HTAC)是一项全新的燃烧技术,亦称为无焰燃烧技术(Flameless combustion)。它的特征是烟气热量被最大限度地回收,实现了超高温(助燃空气被预热到1000℃以上)、超贫氧浓度(燃料在低氧浓度) 下燃烧。可以实现燃料化学能的高效利用和低NOX排放。它从根本上提高了加热炉的能源利用率(热效率提高了85%),特别是对低热值燃料(如高炉煤气)的合理利用,既减少了污染物(高炉煤气)的排放,又节约了能源,是满足当前资源和环境要求的先进技术。

(5)余热蒸汽发电。

余热蒸汽发电原理与传统蒸汽发电原理相同,只是热源来源不同。热源来源主要有炼钢转炉、电炉、AOD炉等炉壁,热轧厂燃气均热炉,烧结热料及高温烟气等。

(6)低热值煤气燃气—蒸汽联合循环发电装置(CCPP)。

可回收放散的低热值煤气用于发电。CCPP是煤气、燃气、蒸汽联合循环发电系统以及将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统,即煤的气化与净化部分和燃气—蒸汽联合循环发电系统。CCPP是由燃气轮机发电和蒸汽轮机发电叠加组合起来的联合循环发电装置。一个CCPP发电厂由车间、燃气透平发电机组、燃气锅炉、蒸汽透平发电机组、电气平衡系统、机械平衡系统和中央控制系统组成。

(7)焦炉煤气再资源化技术。

传统焦炉煤气利用途径主要作为加热燃料供钢铁工业设备使用。钢铁联合企业煤气再资源化包括富余煤气发电、焦炉煤气生产直接还原铁(DRI)、焦炉煤气变压吸附制氢气(PSA)、焦炉煤气生产甲醇,二甲醚等化工产品等。

2 进入21世纪的新技术

节能和环保一直是钢铁工业发展的重中之重,近些年来出现一些节能环保的新技术不仅能够提高生产率,改进产品质量,而且在节能降耗和环保方面效果显著,应该引起重视。

进入21世纪,铁矿石、煤、石油等原材料价格的飞速上涨,大大提高了企业的生产成本。虽然上述提出的技术已经开始广泛应用于钢铁企业,但是仍然不能很好地满足企业发展的需要。因此,发达国家率先开始研究新的节能降耗技术,现在已经有了不少的成果,部分也已经成功地应用到了企业的实际生产中,取得了令人瞩目的成绩。

(1)用于炼钢的KT技术。

Koster公司发明了一种用于炼钢的KosterTechnology(KT),目的在于提高燃烧的效率,以起到节能减排的目的。具体原理是:用超音速的氧枪向转炉中吹入大量的氧气,由于顺势的氧气压力巨大,使得燃烧效率和温度得到很大的提高,缩短了冶炼时间和能源损失;喷入炉渣的碳粉可顺势燃烧产生高温使杂质中对于炉衬有害的部分一起燃烧,变成气体排除,可减小摩擦,延长设备的使用寿命,节能意义显著;用瞬间产生的高温融化废钢,不需要单独加入转炉或者电炉进行余热融化。

在亚洲,日本的新日铁最早使用该项新技术,高速喷吹氧气和碳粉提高了燃烧的效率,节约了大量的焦炭,提高了钢铁品质,使企业能耗水平大幅度提高。据不完全统计,使用这项技术不仅使焦炭节省30%以上,而且有效减少了污染物和粉尘的排放,保护了环境。

目前,已有超过250套该系统在世界20多个国家安装和使用。

(2)用于炼钢的EFSOP技术。

EFSOP技术采用先进的在线检测、分析、数据处理等功能、实时掌握电炉内的温度、气体密度等,有利于第一时间提取到有用的数据进行分析,并依托专家系统进行及时调整,有效地提高化学能效率,降低转化成本,并通过对电炉进行连续分析地工艺控制使安全性得到提高。

自从1996年以来,北美地区已有7座电炉使用了EFSOP系统,总共使用的炉数达70000炉,投资回报期不到1年。采用这套系统后,实际节约的电能约为20~25kWh/吨钢。如美国西雅图伯明翰钢铁公司的一座电炉出钢量为115t,年产量为60万t,典型的用电量为395kWh/t,冶炼周期为60min。对使用EFSOP系统前后电炉的消耗指标进行了比较,结果表明:不但电耗降低了12kWh/t钢,而且电炉的氧气消耗、天然气消耗、碳粉的消耗均有所降低,相当于总的生产成本降低约1.75美元/吨钢。

(3)用于热轧的FlexyTech加热炉系统。

传统的加热都采用普通烧嘴,会产生燃烧不均匀、漏气等现象,直接降低了燃烧的效率,增加了燃料的消耗。为了改变这种境况,FlexyTech公司研制出了新型的烧嘴,嘴口用特质的新型钛合金制成,能承受更高的温度,不会变形,保证了燃烧的均匀;嘴尾安装几个小阀门从不同方向均匀进气,减少不必要的溢出,大大节省了材料。采用这种技术可以节省燃料1/5以上。

目前西班牙Aviles地区Aceralia Siderurgia Nacional的热连轧机上的两个步进炉和德国布莱梅Stahlwerke热连轧机上的两个步进炉氮氧化物排放量降低了20%以上,燃烧效率得到了极大的提高,节省了约20%的氧气,使企业能耗水平大幅提高。

3 对未来新技术的展望

从20世纪70年代发达国家开始意识到钢铁工业节能降耗的重要性到现在也有了几十年的历史,笔者将其划分为如下三个阶段:

(1)首先是从钢铁企业全流程的整体进行改进和优化,从而有了新的生产工艺。具有代表意义的是转炉炼钢来代替平炉炼钢,从根本上解决了钢坯再加热的能耗损失。又如电炉的出现可以直接利用废钢来生产钢材,产生了新的工艺流程。

(2)单体设备和单个工艺的节能降耗和环境保护可以持续发展。这个时代出现了如CDQ、TRT等新技术,有效地提高了单体设备的效率,利用了余压、余热等二次能源介质,回收了有害气体,降低了粉尘的排放,并且现在广泛应用于钢铁工业节能降耗的最前线。只有尽快普及这些技术,才能真正成为一个钢铁强国。

(3)其他先进设备与钢铁工业相融合。随着时代的发展,西方学者开始研究将其他行业的先进工艺应用到钢铁领域,并且获得了成功。如KT技术、EFSOP、震荡燃烧技术等逐步应用到了转炉、高炉等设备,取得了良好的成绩,今后会有更多的其他行业的先进技术被钢铁工业所吸收。

经过研究不难发现,尽管近些年来涌现出了许多钢铁节能的新技术,但是真正普及的却微乎其微,这说明利用传统的改进工艺和单体技术的方法已经不能满足钢铁总产量飞速增长。因此,要想真正的实现钢铁工业脱离能耗大户只依靠现有的技术是不够的。笔者认为,未来钢铁行业节能降耗应该有如下两个思路:

(1)更多的工艺应该采用先进控制方法。钢铁工业发展到现在工艺节能基本已经达到了极致,接下来更多的是需要科技工 作者用控制方法去节能。

工业以太环网应用——断网监控 篇9

目前, 工业控制领域中分布式控制系统的通讯有两种较为流行的技术方案, 一个是现场总线技术, 另一个就是工业以太网技术[1]。现场总线应用比较多, 在此不再赘述, 本文着重探讨工业以太网技术。所谓工业以太网, 其技术上与商用以太网 (即IEEE802.3标准) 兼容, 但在产品设计时, 在材质选用、产品强度、适用性以及实时性等方面能满足工业现场的需要。简言之, 工业以太网是将以太网应用于工业控制和管理的局域网技术。

工业以太网络有多种组网方式:星型、环型、双星型、双环型等, 其中星型应用比较普遍, 而环网技术是最近几年才发展起来的, 该结构网络最大特点是允许网络出现一处断点。如果整个网络中某一根通讯电缆发生故障, 不会影响整个控制系统的正常工作, 此时可提前发出预警信息, 预防真正故障的发生。

本文以JD39-1250机械压力机控制系统为例, 介绍工业以太环网在断网监控方面的应用。控制系统选用Rock Well公司产品, 其中, CPU为1769-L33ER一台、配Power Flex753变频器一台、1783 E-TAP三通一只、842E绝对值编码器3只、远程I/O站1734-AENTR3个, 每个站点均带有两个以太网口, 顺序连接, 即可组成一个环网, 主从站点之间采用Ethernet网络协议。编程软件采用通用的RSLogix5000企业版, 人机界面监控软件采用Factory Talk View, 整个以太环网拓扑结构如图1所示。

1 管理器的设定

该系统具有强大的数字量、模拟量及回路处理功能, 具备模块化、体系结构可扩展等特点, 使得工业生产更加安全、稳定、快捷。CPU、I/O模块等都是智能的, 任何模块的热插拔都不会影响其他模块的正常工作, 更加安全稳定地保证了正常生产。

在整个网络系统中, 1769-L33ER和1783 E-TAP均可作为管理器 (Supervisor) , 即传统意义上的网络主站, 来监控管理整个网络的状态, 但一个系统中只能有一个管理器被激活 (Active) , 其余的都自动转为备用 (Backup) 状态。CPU通过Ethernet读取被激活管理器的数据, 可得知整个网络的连接状态。

激活管理器有两种方法:一种是系统自动设定, 如果在程序中没有特别指定, 系统会随机指定一个IP地址较高的管理器为激活状态;另一种就是程序指定, 在程序中可以通过MSG指令激活某一个特定的管理器。一般情况下, 为了管理、编程方便, 会采用第二种方法, 具体例程如图2所示。

MSG指令可对同一网络上的其他模块进行不定期的读写, 并把数据通过一个类型为MESSAGE的数据标签反映出来, 而对这个标签参数的设定, 决定了读或写的内容。在上述例程中, 需要把目标的IP地址写入, 则MSG13的Service Type必须为Set Attribute Single, 具体参数设定界面如图3所示。

通过上述程序, 首先把SET_DLR[20]这个数组中的[1]设置为数值1, 然后把这个数据写入与之相同IP地址的模块, 就激活了IP地址最末一位是1的管理器 (默认网段为192.168.1.*, 本例中为CPU1769-L33ER) 。

2 网络状态监控

确定了激活状态的管理器, CPU再通过MSG指令, 就可以读取管理器中的环网状态, 也可随时更新断网状态, 程序如图4所示。

读取来的数据标签命名为GET_DLR, 它必须是一个含54组短整数 (SINT) 的数列, 其中[1]代表当前网络状态, [17~20]与[27~30]代表被激活管理器两个网络端口连接设备终端的IP地址。

通过GET_DLR[1]的数值, 即可得知网络当前状态是否正常;不正常时, 通过[17]与[27]的内容, 很容易判断出以太网电缆断开的两个站点的具体位置, 在不断电也不影响正常生产的情况下, 可以及时更换电缆。

画面监控软件Factory Talk View功能强大, 操作简便, 利用它可以开发出人性化的人机操作界面, 如图5所示。通过远程操作就可以实现全部操作, 人员不需要特意巡检设备, 在操作的同时就可以得知网络状态。

3 断网自动复位

网络发生断网现象, 在不断电情况下被恢复正常后, 需要人工清除故障地址 (Verify the address) , 否则该信号一直保持直到断电, 同样可以通过MSG指令来清除该信息, 而MSG标签的设定则必须如图6所示。可在MSG指令前加一个1s的脉冲, 这样会每隔1s就读取当前管理器两个端口的连接终端的IP地址, 如果连接状态转为正常, 则立刻清除故障, 状态恢复正常。

谨记, 以上所有的MSG指令都是针对激活状态的管理器而言, 激活的管理器并不代表一定就是CPU, 可能是其他具有管理器资格的设备, 所以通讯路径必须根据实际情况确定, 否则网络监控不会成功, 而且不会有任何提示。MSG通讯路径设置如图7所示。

4 结束语

本文阐述了完整的工业以太环网断网监控有关内容, 基本所有功能的实现均通过MSG指令来完成, 有兴趣的朋友可以参阅相关资料。

工业以太环网的应用及其断网监控的实现, 大大提高了数据的交换速度, 使得制动角等数据的计算更为精确, 实际使用中, 因插接不牢等人为因素造成的电缆断开现象, 也很快得到解决。

随着现场控制复杂程度的加大, 分布式网络的需求越来越多, 要求越来越高, 工业以太网因其传输速率高、软硬件资源丰富、成本低廉、易于与Internet连接从而实现办公自动化网络等优点, 应用越来越广泛, 而环网技术的应用更是大大提高了整个控制系统的安全性和可靠性。

参考文献

[1]阳宪惠.工业数据通信与控制网络[M].北京:清华大学出版社, 2003.

[2]赵小虎, 王海波, 谭得健.基于三层结构的煤矿信息化系统研究[J].工况自动化, 2005, (6) .

[3]朱建会, 徐震, 刘征.基于AB 1756系列PLC的高炉煤气净化系统.机械工程与自动化, 2012, (4) .

[4]曹娜, 汪海涛.基于工业以太环网的矿井综合自动化系统在高家梁煤矿的应用.智能建筑与城市信息, 2011, (9) .

辊磨在水泥工业的应用 篇10

辊磨(roller grinding mill)是一种轮碾式粉磨设备，1925年出现在德国，至今已有80多年的历史了,现已广泛用于水泥、电力、冶金、化工、非金属矿等工业领域。自20世纪60年代起，辊磨用于水泥工业的生料粉磨，因其节能效果显著，所以很快引起人们的注意和兴趣。70年代辊磨液压加载技术出现，使得磨机单机能力成倍增长，80年代粉磨水泥熟料的工业辊磨投产，90年代至21世纪初，又出现了高细矿渣的辊磨和水泥终粉磨的辊磨，使得传统的球磨机逐步退出舞台。现在国内外多家公司相继研制并推出了各种类型的辊磨，如德国莱歇公司LM辊磨，非凡公司MPS辊磨，伯利休斯公司RM辊磨，丹麦史密斯公司Atox辊磨，日本宇部公司UB-LM辊磨等;国内有天津水泥工业设计研究院的TRM型辊磨、合肥水泥研究设计院的HRM型辊磨、成都建筑材料工业设计研究院的CDRM型辊磨、北京电力设备总厂的ZGM系列辊磨、中信重机的LGM和LGMS型辊磨、沈阳重型机械集团的MLS和MLK型辊磨、黎明重工科技股份公司的LM辊磨等。现在世界上用于水泥生料、矿渣和煤粉的辊磨设备比例已大于球磨，水泥辊磨也达到了30%左右。

水泥工业是典型的能源和资源依赖型产业，水泥厂中电力主要消耗在粉磨作业上，粉磨电耗约占全厂总电耗的70%，传统使用的球磨机粉碎效率很低，能量利用率在3%以下，而辊磨的粉碎效率可达7%～15%[1]。采用料床粉磨机理的辊磨技术，已成为水泥工业节能粉磨的发展趋势。

2 辊磨的特点

图1所示为用于水泥厂的一台生料辊磨结构示意图，辊磨主要由磨辊与磨盘组成。辊磨是利用料床粉磨的原理对物料进行粉磨，由于磨辊与磨盘之间存在速度差，故在滚压的同时进行碾磨。物料从磨机上部或磨壳一侧通过喂料装置进入磨盘中心，磨盘水平运转产生离心力，磨盘上的物料从中心被甩至粉磨区域，当磨辊被加载装置置于辊道上的物料上面时，由于磨盘的转动，磨辊对物料产生一个竖向垂直力，且和物料之间有一个摩擦力。磨辊是从动转动，从磨盘周围挡料圈溢出的物料被磨盘外风环中的上升气流带入上部的选粉机中，经选粉分级后，粗颗粒返回磨盘与新加入的物料一起重磨，同时通过鼓入的热风对含有水分的物料进行烘干，细粉随气流排出磨机作为产品，可用旋风收尘器或电收尘器分离收集。由于料床粉磨大大降低了粉磨无用功，以及大量的物料再循环减少了过粉磨和缓冲作用，从而提高了粉磨效率。

磨辊与磨盘之间的压力可用弹簧或液压加压，液压系统增加了压力平衡装置，有效降低了磨机的振动，磨辊的辊数有2、3、4辊等多种，现在甚至出现了6辊辊磨。磨辊与磨盘的接触面可以是平面，也可以是凸凹状、凹槽状，其间的夹角也有不同。

辊磨系统的特点是：

◆工艺流程简单。一台磨机同时对物料进行粉磨、烘干和分级;

◆占地面积小，布置紧凑，系统设备重量轻，基本建设投资低;

◆磨效率高，单位产品电耗低;

◆入磨粒度大,可为辊径的4%～5%;

◆由于是风扫式粉磨，可大量利用预热器窑尾废气，节省能源;

◆单位产品金属消耗小;

◆噪音小(约比球磨低10dB),负压操作，污染小，操作环境好。

辊磨的缺点是：产品的颗粒级配较窄且细粉含量高，粉磨生料粒度均匀，粉磨水泥时水泥的早期强度较低，但这可通过调整选粉操作来改进质量。另外，辊磨不适用腐蚀性大、易磨性差的物料，例如生料中的游离石英最好不大于7%[2]。

3 水泥生产中的粉磨作业

3.1 粉磨工艺的特点

水泥工业是典型的散体物料处理过程，从矿山开采的石灰石到水泥成品出厂，破碎比可达10万比1[3]。水泥厂中被粉碎的物料有：生料、煤、熟料、石膏及矿渣混合材等，因此水泥厂中有煤磨、生料磨、水泥磨及矿渣磨等粉磨设备。水泥生产中，从原料开采到制成水泥要经过两道破碎与粉磨过程，即原料的粉磨与熟料的粉磨，图2是水泥生产工艺简要示意图。现在原料(生料)粉磨几乎都已选用辊磨，但在水泥(熟料)的粉磨选型方面还有几种方案，既可以选用辊磨或球磨机作为终粉磨，也可以采用具有预粉磨功能的联合粉磨方案，这主要是根据使用者的要求来决定的。

水泥工艺粉碎的基本原则是不要过粉碎，以利于节能。一个多世纪以来，在粉碎原理上着重研究固体物料的碎裂规律及其功能，随着现代水泥工业的发展，在上世纪60、70年代出现了设备大型化的热潮，进入20世纪80年代以后，由于世界能源紧缺，推进了“预粉磨”、“多碎少磨”等节能工艺及新型节能设备的发展，由于高新技术的发展和矿物加工工业的精细化，水泥产品中的颗粒形貌与颗粒级配也引起了人们重视。此外粉碎原理的研究向多学科多领域和交叉学科方面拓展，从而推进了粉碎原理不再停留在粉碎物理学和粉碎功耗方面研究，出现了粉碎动力学、粉碎机构学、粉碎机械力化学等新的领域，粉碎工艺出现了多样化。

目前，国外在新装备的水泥厂中生料几乎都是在辊磨中粉磨的，与球磨相比辊磨有很多优点，因为有较好的应力状态，单位电耗比球磨要小很多，带外部物料循环系统的辊磨电耗更省。从电力使用角度来看，辊磨还有更多优点，球磨的电耗与物料通过量无关，决定因素主要为粉磨介质填充率，而辊磨的电耗却与物料通过量成正比，由于电力与物料流量有关，辊磨操作时可以在很大物料流量范围内达到最佳电耗，并且大型辊磨处理的物料粒度很大，最大边长为200mm的物料也可入磨。辊磨中选粉机的改进也达到很好的节能目的，一种可变速的笼形转子选粉机能与辊磨很好地配合。

3.2 生料粉磨的颗粒要求

水泥熟料的烧成基本上是一种固相反应，而固相反应速率与生料颗粒尺寸有直接关系，物料粉磨越细则反应速率越快，反应速率快意味着煅烧时可以节省热能，但粉磨得越细则粉磨电耗越高。此外水泥生料是由钙质、硅质、铁质等多组分物料所组成，各组分的反应速率不一，因此随着配料的不同，要求的粉磨细度也不同，为此合宜的细度应通过易烧、易磨性试验决定，并经技术经济比较来确定。

一般生料粉磨的细度要求是>70～90μm的粉体物料筛余为9%～22%，且>0.2mm的颗粒<3%，而生产企业的要求是：80μm筛筛余<12%且>200μm的颗粒<1.5%。

3.3 水泥粉磨的要求

3.3.1 水泥细度

水泥是一种细粉物料，粒度范围约在0.1～100μm，不同粉磨加工工艺和不同品种的水泥，可能具有不同的比表面积和粒度分布。主要颗粒粒径范围为3～30μm，比表面积在250～600m2/kg。

水泥的粉磨细度与强度有着密切关系，水泥细度越细强度越高，水泥的标号也越高，尤其是早期强度。水泥工业发展初期，人们用手指去捻水泥粉末，单凭感觉去判断水泥的粗细从而确定水泥的质量优劣，后来人们注意到更应注意水泥中是否含有粗粒，因而发展用筛余来表示细度。此外，水泥颗粒级配不当，会影响水泥标准稠度的需水量或和易性，因此合适的粒度分布是很重要的。

20世纪50年代以后，水泥工业使用了比表面积来从另一角度表示水泥细度，这不单可以反映水泥颗粒的粗细，还可表示粉磨水泥时输入的能量多少，也反映了水泥水化能力的高低，因为任何反应速度都随反应物质表面积的增大而加快。

我国规定水泥细度用80μm筛孔的标准筛筛余百分数表示，例如硅酸盐水泥的细度为80μm筛孔的筛余<15%，当用透气法测定水泥比表面积时，普通硅酸盐水泥的比表面积范围在250～350m2/kg。

在粉磨相同细度的产品时，由于辊磨粉磨效率高，比球磨电耗小，是很好的节能粉磨设备。

3.3.2 水泥颗粒形状

颗粒形状是指一个颗粒的轮廓或由表面上各点构成的图像。我们可以定性或定量分析颗粒的形状，颗粒的形状是影响粉体性质的重要参数之一[3]。

水泥的颗粒形状与水泥的性能有密切的关系，球形度是一种颗粒形状的指标，球形度低摩擦阻力大，使水泥的流动度变小，水泥砂浆的标准稠度需水量增大，水泥强度减少。另一方面，水泥强度的产生主要是由于水泥颗粒及水化产物之间相互关联、搭接作用，从而可以抵抗外力。水泥球形度高，虽然使得标准稠度需水量减少，避免产生泌水现象，但同时水泥的多角形颗粒数也减少，不利于颗粒间的搭接，从而使其强度降低。使用球磨的粉磨系统，水泥产品的球形度较高，但其他物理性能不好，而辊磨系统的产品球形度较低，但力学性能比球磨好。

这里还要说及一点的是，可以通过调整粉磨系统的选粉机产品粒度分布来提高水泥强度，而不一定要通过提高粉磨细度来实现这个目标。

4 辊磨在水泥工业中的应用

4.1 生料辊磨

如前述，大型生料辊磨可以处理直径较大的物料，一种可变速的笼形转子选粉机也与辊磨配合得很好，可获得准确选粉，提高粉磨性能，估计现在全世界的生料辊磨已有800台，最大产量超过600t/h,图3所示为生料辊磨流程示意图(物料外循环)。

从上世纪70年代开始，天津水泥院就已进行生料辊磨的研究开发，目前在辊磨技术与装备的研发方面取得了重要进展：2500～5000t/d不同规模水泥熟料生产线配套的原料辊磨得到了推广应用，450t/h的原料辊磨已用于河北燕赵水泥有限公司的5500t/d水泥熟料生产线上，300t/h的原料辊磨(2台)又成功应用于惠水泰安水泥有限公司7500t/d水泥熟料生产线上。

当采用辊磨粉磨生料时，可比球磨节省电耗10%～25%。

4.2 矿渣及其他物料的粉磨

矿渣是一种活性混合材，矿渣作为活性混合材，早已在水泥行业得到普遍应用，应用方式是与熟料和石膏等原料配合后进行混合粉磨。根据我国水泥标准，普通水泥矿渣掺量15%，矿渣水泥最高掺量为70%，实际生产中矿渣水泥掺量一般只有30%～40%。

影响矿渣掺量的主要原因是熟料和矿渣混合粉磨时，由于矿渣相对难磨(矿渣的易磨性比熟料高30%左右)，水泥中的矿渣组分比熟料组分粗，活性难以提高，从而影响水泥强度。如果将矿渣单独粉磨至450m2/kg以上的细度再与高质纯硅水泥进行混合，则可以提高矿渣的掺量，而且可改善水泥或混凝土的物化性能。

从上世纪90年代中期起，随着粉磨技术的发展，越来越多的水泥企业开始采用单独粉磨工艺制备矿渣粉。矿渣粉比表面积高，细度细，活性好，如与纯硅水泥混合，其掺量可以达到50%或更高，同时矿渣粉作为外加剂直接掺入到混凝土中，可改变混凝土的性能。辊磨系统因具有工艺简单、烘干能力强、电耗低等优点而发展最快，我国早期有20多台进口矿渣辊磨机，设备投资和备品备件费用都很高，针对这些情况，天津水泥工业设计研究院开发了首台TRM型国产矿渣辊磨，现在30万吨级的矿渣辊磨已销售几十台，年产120万吨矿渣辊磨设备也已开发成功，成品比表面积可以在400～600m2/kg范围内灵活调节。将矿渣高细粉磨后替代水泥熟料，最大程度地实现了矿渣资源化利用。

此外，石膏是与水泥熟料共同粉磨的，因为掺入量很小，石膏又比较容易粉磨，一般没有什么问题。但石膏有时脱水程度不够，影响缓凝作用，主要是因为机内作业温度低，CaSO4·2H2O转化成CaSO4·1/2H2O的比例太少。解决办法是提高作业温度，调整掺量。

煤粉用于熟料的烧成，煤粉的细度是保证燃烧速度和稳定燃烧的控制因素，用辊磨粉磨煤粉没有问题。辊磨早已应用于煤粉的系统上。各种国产燃煤煤粉制备的辊磨也得到市场认可，与5000t/d水泥熟料生产线配套的无烟煤辊磨设备也已应用,用于电厂脱硫的高细石灰石粉磨的辊磨也有多台投入运行。

4.3 水泥预粉磨技术

在新型干法水泥技术发展过程中，水泥预粉磨技术的出现，大大提高了水泥粉磨效率。预粉碎或预粉磨技术可有如下的意义：把水泥球磨一仓的工作移到前处理装置去作，用工作效率高的粉磨设备代替效率低的球磨机一部分工作，另一方面将入磨熟料的粒径减少，可以提高粉磨系统的产量和降低电耗。水泥预粉磨系统是在水泥球磨机的前面，设置一台辊磨作为预粉磨装置。

辊磨作为预粉磨装置时，在辊磨内去掉了选粉装置，由于辊磨在稳定性和使用寿命上的优势，所以辊磨预粉磨系统有了一定发展。这种流程的代表是日本的CKP磨，但世界上投产的台数不多。

4.4 水泥终粉磨系统

辊磨水泥终粉磨系统是只用辊磨设备粉磨水泥的操作系统。在20世纪80年代初，日本开发了用于水泥终粉磨的辊磨，如秩父小野田公司和神户制钢共同开发的OK Roller mill，秩父小野田与川崎重工开发的CK Roller mill，三菱重工的VRmill，宇部兴产的Loesche mill等。德国莱歇公司也开发了粉磨水泥的辊磨，Pfeiffer公司开发了粉磨水泥的MPS磨。图4所示为水泥辊磨终粉磨流程示意图。

但当用辊磨粉磨水泥时，可能有粉磨温度低的问题，若磨内温度低于80℃，二水石膏不能向半水石膏转化，水泥会发生缓凝现象，此时应向磨内通热风。另外当磨内有辊子啮合不良时，可通过向磨内喷水来解决。

水泥辊磨在初期发展时，遇到过水泥粒度分布过窄、早期强度较低、需水量较大的问题，但经过十多年的努力已基本解决。典型的水泥辊磨生产实例有土耳其的LM56:3+3磨，墨西哥的RMC51/26磨和上述的日本的OK36.4辊磨，世界上第一台矿渣水泥辊磨是德国的Tentonia 3750辊磨。我国自行开发的TRMK4541水泥辊磨已在越南福山水泥有限公司5000t/d水泥生产线上运行，该系统设计合理，运行平稳，振动小，磨耗小，电耗低，流程简单。

5 结语

(1)为了进一步推动料床粉磨的技术进步，有必要更深入地研究辊磨的粉碎机理，如料床粉碎随供能水平的提高，粉碎效率降低的幅度比球磨机小，因此成品越细料床粉磨的节能越多;施力体形状对粉碎效率有较大影响，即应加强磨辊与磨盘组合形式的研究;循环再压将改变原有料床堆砌结构组成新的排列，有利于提高能量利用率,要研究辊压和循环负荷的合理搭配及机内循环和机外循环的适当组合。

(2)水泥工业参与协同处置废弃物的工作是水泥工业的发展趋势，被粉碎和分解的废弃物种类将会增加，预计预处理技术会有较大进展，故今后要加强粉碎产品的颗粒组成及颗粒形貌的研究。

(3)今后对粉碎机理的探讨可能更加活跃，例如混合粉碎与单独粉碎的深入研究[4]，如何计算粉碎效率以及研究各种粉碎设备的节能潜力，如何更有效地利用挤压能和冲击能。

摘要：辊磨是一种节能的粉磨设备,已有八十多年的历史,现已广泛用于水泥、电力、冶金、化工、非金属矿等各工业领域。自20世纪60年代起,辊磨用于水泥工业,因其节能效果显著,很快引起人们的注意和兴趣。现在世界上水泥生料、矿渣、煤粉的辊磨使用比例已大于球磨,水泥熟料辊磨也已达到30%左右。从水泥粉磨工艺与料床粉磨机理分析可知,辊磨粉磨系统将在我国水泥工业得到进一步发展,文章最后提出了今后应加强粉磨机理与辊磨研究的内容。

关键词：粉体技术,料床粉磨,辊磨,球磨机

参考文献

[1]建筑材料咨询研究组.建筑材料咨询报告[M]北京:中国建材工业出版社,2000.176-178.

[2]王仲春.水泥工业粉磨工艺技术[M].北京:中国建材工业出版社,2000.202-208.

[3]韩仲琦.水泥和粉体—制备、改性与应用[M].北京:化学工业出版社,2006.182-184.

工业应用型 篇11

关键词：广西；工业设计；教学模式；实践

1 项目的研究背景

1.1 我国工业设计教育发展现状

近年来，国家日益重视工业设计，设置工业设计专业的高校也越来越多，全国开设工业设计专业的学校已经超过三百所。相对于发达国家上百年的工业设计发展史，我国工业设计教育的历史较短，工业设计专业的教学模式还不够完善，输送给社会的人才对社会需求的匹配度还不够。因此，工业设计教育教学模式成为探讨和研究的热点，创建有效的教育模式迫在眉睫。

1.2 广西工业设计教育发展现状

广西开设工业设计专业的高校有16所左右，开设的时间较晚。从2014年全国大学生工业设计大赛的获奖数据来看，广西赛区报送了22项作品，仅有5项获得优秀奖，广西大学生的工业设计水平与全国相比还存在一定的差距。近几年来，广西壮族自治区政府与工信委对工业设计日益重视，通过组织“2014年广西工业设计奖”、“华桂奖”、2015年广西大学生工业设计大赛等一系列工业设计评奖活动，为工业设计教育发展创造环境，促进与推动广西的工业设计发展。因此，探索建立有利于广西工业设计人才成长的教育体系和人才培养模式，培养适应工业发展需求的工业设计人才势在必行。

2 项目的研究目标与思路

2.1 目标

本项目的研究与实践，致力于改革我校的工业设计教育教学模式，培养适应经济社会发展需求，“知识、能力、素质”协调发展，具有扎实的产品设计基础理论知识及产品创新设计能力的应用型人才，带动广西高校工业设计教育的发展，更好地服务本土工业，促进我国西南部及广西北部湾经济的发展。

2.2 思路

（1）调整课程群体系，提升创新设计能力。根据广西高校工业设计教育教学模式的研究目标，以知识结构、能力结构、素质结构三个目标作为专业人才培养的标准，调整课程群体系。以产品设计为专业核心课程，从专业知识群的课程教学内容设置、实践教学方式和教学方法三个方面，寻求科学、合理、有效的工业设计教学模式，建立完整的教学体系。

（2）以实践为导向，完善不同层次的创新实践教学体系。应用型教学模式改革以实践为导向，根据专业知识群、专业设计技能、设计创新实践能力的培养调整实践教学体系，形成课程实践、课程实习、专业考察为基础实践，项目化教学、设计竞赛为创新能力培养的课程—实践—创新相辅相成的分层式实践教学体系。

3 主要成果

3.1 调整课程群结构，优化课程体系

目前，广西高校工业设计教学主要采用“三段式”教学模式，这种模式容易造成基础课与专业课程的衔接脱节。基于此，对原工业设计专业的课程体系进行了改革，调整了课程群结构，以专业知识群理论教学为基础，以创新实践教学为主导，以技能教学为关键，通过课程体系的优化，形成完整的教学体系。调整后的课程体系以“产品设计”为专业核心课程，在突出专业核心课程的基础上，注重课程群的结构联系，建立完整的专业课程群。根据工业设计专业的特点及培养要求，课程群包含专业基础课程、专业设计课程、专业选修课程以及专业理论课程。课程群的每一部分由若干个课程模块依据不同的教学要求所组成，最终形成多元式的课程结构。以课程群的方式组织教学活动，具有良好的互补性和整体性，能够获得更好的教学效果。在侧重产品设计课程的同时，突出地方高校的区域优势，设置旅游产品设计、家具设计等体现地域特色的课程，形成学科特色。

3.2 完善实践教学层次，突出创新实践教学

学生创新能力的培养是一个持续和递进的过程，分层式的实践教学体系调整与构建，能够使学生更好地掌握理论知识，有效地进行实践创新。调整后的课程体系在第一至第三学期增加了设计基础、设计表现等课程的实践教学学时，把课程实践展览汇报纳入课程考核体系，促进学生实践能力的培养。在第四至第五学期，把产品设计、家具设计、旅游产品设计等课程的实习与相关的设计比赛相结合，通过“以赛促学”等实践教学模式完成教学，使学生通过设计竞赛提高设计创新与实践综合能力。在第六至第八学期，整合教学团队与学科资源，以设计实践为导向，结合项目化教学设计教学环节，完成教学实践。

广西高校工业设计专业应用型教学模式研究与实践，以创造性思维能力的培养为核心，强调学生创新实践能力的培养，在教学模式、教学理念和教学方法上不断探索，以形成具有广西特色的工业设计教育模式，为社会输送合格的工业设计人才。

参考文献：

[1]段海燕，乌力吉.工业设计方法学教学改革的尝试与探索[J].科教文汇（上），2010（7）.

[2]孙茜.基于A_H_CDIO模式下产品设计专业教学改革研究[J].包装世界，2015（1）.

[3]高力.论艺术设计专业的教育教学模式[J].艺术与设计（理论），2013（9）.

[4]曾云凤.工业设计专业“艺工结合”教学模式研究[D].江南大学，2013.

工业企业营销工程及其应用前景 篇12

一、工业企业生态营销工程的积极作用

工业企业其实是社会生产的相关产物, 也是国民经济的有力支撑。工业企业生态营销工程实质上结合市场和生态两方面, 充分分析企业的自身特点、市场方针和发展计划的庞大工程, 研究核心是各个企业之间的生态关系和不同要素间的生态链, 以提高工业企业配合市场和生态环境的需求开展科学的生态规划, 研发生态产品, 让工业企业更好的去适应新时期的市场环境。

因此, 在工业企业中推广生态营销工程, 不但有利于企业走可持续发展道路, 还是企业走上现代化和国际化道路的有效途径。

二、发展工业企业生态营销工程需注意的事项

(一) 有机结合产品市场和环境要素

工业企业是构建社会生态系统的关键组成部分, 其发展过程涉及了社会、经济和环境等多个领域, 改革效果将职业U人类社会生态环境系统的稳定健康发展。伴随着可持续发展观的逐步深入, 生态观将成为企业生产经营的核心原则。只有充分挖掘企业产品的市场竞争力和生态环境上的竞争力, 并优化工业企业的生产要素, 才能真正使得工业企业走上可持续发展道路, 全面促进企业和区域、社会的共同发展。最近几年我国部分工业企业逐渐认识到可持续发展的重要性, 可是还没有有机结合产品的市场和生态环境要素, 市场和生态两者发展不均衡。长久下去就会导致工业企业的生态链断裂的危机, 极大制约工业企业的长足发展, 也会不利于工业企业面向市场。生存和发展是工业企业最为重要的问题, 而生态和市场又是两个关键的影响因素。从某种程度上来讲工业企业生态营销的本质是配合市场和生态规律而开展的商务活动。

(二) 工业企业生态营销工程规划

落实工业企业生态营销规划的根本前提是充分掌握工业企业的内外生态关系。企业的生态营销规划要结合生态系统的特点, 全面考量企业内外的生态关系, 并参照国家生态总体规划以及经济市场的发展规律来具体制定企业的生态目标、生态计划、生态措施和生态技术。工业企业开展生态规划是为了缓解企业内在的生态失衡问题, 达到企业和区域的持续协调发展的最终目标。

搞好企业生态营销工程规划要做到以下几个步骤:

1) 明确企业的生态营销总目标、范围和作用;

2) 通过市场调研分析制约企业生态营工程的主要因素, 例如人员素质、企业机制、产品质量、资源和技术条件等;

3) 设计企业生态营销的具体方案, 构建生态目标和综合评价机制;

4) 科学分析企业的生态营销方案, 找出不足并及时解决;

5) 全方位制定企业生态工程规划的细节。

(三) 企业生态产品的设计和研发

要切实推广我国工业企业开展生态营销工程, 最核心的一个组成部分就是企业产品的生态设计。生态设计又称为绿色设计, 是指企业在可持续发展和生态环境的观念指导下从事设计和研发产品, 最大程度的降低产品对环境的危害, 减少产品的处理成本。这也要求企业在研发产品的过程中, 不断平衡生态环境和经济利益的关系。产品生态设计对工业企业的发展是十分重要的, 不但会影响企业的销售情况和经济利益, 也将决定企业的整体形象和独特品牌。生态设计的主要宗旨是对环境资源的保护, 区别于以往工业企业的生产模式。

随着环保理念的全球化, 新时期的占据主导地位的产品将是生态产品, 生态产品设计也是推广生态营销的决定性因素。

所以, 工业企业在开展产品生态设计时要结合如下原则:

1) 环境原则, 即在产品设计过程时要将环境因素当成决定性的因素, 例如减少物质消耗、能源损耗、废弃物的产生和生态治理总成本;

2) 费用原则, 将产品的制造成本和生态本联系起来综合考量, 不断提高产品的质量;

3) 功能原则, 全方位分析大众的生态消费需求, 并发展生态消费所需要的新功能;

4) 美学原则, 产品还要结合消费者的美学艺术, 分析产品过度包装造成的浪费资源和对环境美学的消极作用。

(四) 强化对工业企业的宏观引导

1) 积极引导生态设计和营销的言论导向, 树立工业企业的可持续发展的思想, 注重企业产品的生态规划和设计;

2) 推动环保法制化工作的开展, 构建环保审核机制, 依法促进企业走生态环保路线;

3) 倡导生态文明的消费模式, 提高产品的“绿色”需求, 促使工业企业集开展生态营销;

4) 在企业内部建立健全产品生态设计、研发、宣传和销售的“一条龙”机制, 特别注重生态设计中的核心技术研发, 提高生态设计的实用效能;

5) 增强工业企业的环境控制, 把生态成本纳入企业核算系统;

6) 融合企业改革全面推行生态营销工程, 充分提升企业的生态设计水准。

综上所述, 提高工业企业产品的生态设计, 推行生态营销工程不但有利于提高企业在国内外市场的核心竞争力, 也有利于促进企业朝着国际化和生态化道路发展, 是维持企业稳定健康发展的有效途径。

参考文献

[1]陈丽清.工业品跨位营销的策略研究[J].商场现代化, 2009.

[2]李高科.煤炭企业与生态营销[J].商品与质量, 2010.

[3]何沐, 褚朝晖.生态营销将带来一场风暴[J].现代企业教育, 2010.