先进设计系统（精选11篇）
先进设计系统 篇1
1 DCS系统结构设计
1.1 系统现场控制站设计
现场控制站的运行主要通过计算机来实现, 计算机对现场进行监控和测量。现场控制站主要由两个部分组成, 分别是机柜和电源、输入和输出通道。
现场控制站内部设有很多的机柜、电源和相应的模件。电源的外部通常都用金属材料包裹起来, 并与正常运行的电气相连接。机柜和电源主要用于为电子设备提供电源屏障。为了确保现场工作人员的人身安全以及电磁屏蔽的效果, 机柜必须接地, 并且使其电阻尽量保持在4Ω以内。
通常, 在机柜内部会安装风扇以起到良好的散热作用。除了这种散热方式之外, 还可以通过加强机柜内部与外部空气的气流交换来进行散热, 与此同时还能防止灰尘进入机柜内部。机柜一般采用正压送风的方式将外部的低温气体输送近机柜内部。当外部环境过热或过冷时, 则需要将空调装置设置在机柜的内部, 并最好选用封闭式的机柜, 这样就能保证机柜内部温度能够保持在一个相对恒定的范围内。
此外, 要想确保控制站的正常有效运行, 需要有较为稳定高效的交流电源。双相交流电源是较为理想的选择, 当控制站中有大功率电器时, 可以采用个别变压器先对线圈进行一定的接地处理, 这样能够提高供电的稳定性。一些化工厂对供电的稳定性和连续性要求很高, 这时可以采用可以不间断供电的UPS电源。UPS电源主要有两种类型, 分别是后备式和在线式。
1.2 主控单元
DCS系统中的主控单元主要由两个部分组成, 分别是CPU和储存器。当前, DCS系统中使用的CPU一般是16位的微处理器, 有的系统也会使用32位的处理器。现在已经有一些新的系统开始采用浮点预算协处理器来代替传统的处理器, 从而进一步提高了处理器的运行效率, 缩短了运算的时间。
存储器由两个部分组成, 分别是ROM和RAM。计算机中有固定的程序控制着存储器的运行, 并保障其运行过程中的安全性。在DCS系统的设计过程中, 组态结构的复杂性会更高, 相应的其运行会更加的稳定和可靠。
2 DCS系统中先进控制技术的应用
2.1 先进控制技术的意义
在DCS系统中应用先进控制技术有利于提高系统运行的效率和稳定性, 从而为企业的生产管理提供更好的保障, 提升企业在市场中的竞争力。除此之外, 现代控制理论和人工智能技术的出现和发展为先进控制技术的应用打下了更加扎实的基础。先进控制技术综合应用了数学原理和计算技术。这种控制方式与传统的PID技术有着较大的差异, 先进控制中有多种控制方式可供选择, 使得控制的策略有更大的灵活性, 为企业创造更多的经济收益。在传统的控制方式中, 外部环境的变化会影响参数的准确性, 还有可能导致严重的误差, 在一些对参数精确性较高的工业系统中, 传统的控制方法显然无法满足要求。而采用先进控制技术后则能有效的避免这些问题。先进控制技术已经在很多石油化工产业中得到了应用, 并且起到了良好的应用效果, 为企业带来了经济效益。一些采用了先进控制技术的企业近年来的净增效益持续增长, 而生产成本则有所下降。
2.2 先进控制技术的特点
先进控制技术与传统控制技术有很大的差异。首先, 在控制策略方面, 先进控制技术主要有两种控制策略, 分别是拥有模型的控制策略和知识控制策略。所谓的模型控制主要应用于生物识别和软测量等方面。知识控制则主要应用于智能控制等方面。这两种控制策略都是现今控制技术未来发展的主要方向。先进控制技术的应用能够解决传统控制技术下常见的问题, 使控制策略能够更好的应对多变的工业环境。在传统的控制技术下, 经常会出现不确定性、非线性、多变量耦合等问题。而一些工业环境下的模型只有在先进控制模式下才能有效的发挥出其功能和作用。先进控制技术具有较强的灵活性和环境适应性, 能够与各种控制条件和参数有效的协调和配合, 更好的发挥动态生成过程的特点和要求, 强化了控制的效果。
2.3 先进控制技术的发展现状
当前, 传统的PID控制技术仍然是主流, 在各种工业生产中得到了广泛的应用, 但是在一些现代化程度较高的工业生产中已经开始大量使用DCS系统。在一些工业生产过程中, 会出现复杂的化学和相变的反应过程, 具有很大的不确定性和非线性特征, DCS系统的优势逐渐显现出来。为了适应DCS系统的特点, 需要采用先进控制技术来处理一些复杂的问题。
3 结束语
综上所述, 在DCS系统中应用先进控制技术可以有效的提高系统运行的安全性和稳定性。当在工业生产过程中出现无法直接测量的参数时, 可以选用观测器和估计器进行间接的测量, 但是这一过程十分复杂, 必须采用先进控制技术才能确保系统的合理有效运行。
摘要：根据DCS系统的特点和设计要求, 对DCS设计过程中的要点进行总结和分析, 重点介绍了先进控制在DCS系统中的应用, 并结合实际工作经验, 从先进控制技术的意义、特点和发展这三个方面分析了先进控制技术在DCS系统中的应用效果和前景。
关键词：DCS系统,先进控制,应用
参考文献
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[3]孙洪涛, 侯余生, 刘静波.核电站安全级DCS系统接地设计研究[J].微型机与应用, 2012, (2) :126-127.
先进设计系统 篇2
我是一名农业科技工作者，在农技推广岗位上奋斗了近30个春秋，亲身经历了我县农业从原
始农业的刀耕火种到传统的温饱农业再到现代的市场农业的伟大变革。在中国共产党这个伟大的组织里，我不断地领悟到作为一名中共党员的光荣和自豪，也领悟到作为一名共产党员的责任和神圣。回顾自己的成长历程，千言万语汇成三句话：学习——永无止境，探索——志在创新，奉献——义不容辞。
学习——永无止境
我一时一刻也不曾放松对马列主义、毛泽东思想及邓小平理论的学习，尤其是“三个代表”重要思想的学习。这种学习，使我更加坚定入党时对组织上发出的誓言，也使自己的心灵不断地得到净化和升华。当然除了政治理论的学习以外，更多的是向老一辈农业科技工作者学习。竹山农业的发展凝集着老一辈农业科技工作者的心血和汗水，虽然现在他们已退休休息，有些甚至永远离开了我们，但他们留下许多宝贵的精神财富和科技财富，使我一生享用不尽。饶志农毕生扎根山区，沤心沥血为山区农业的发展苦苦追求的拼搏精神；兢兢业业，克己奉公的奉献精神；以及对工作精益求精，任劳任怨的敬业精神，激励和鼓舞着我，使我更加热爱生我养我的家乡，更加热爱农技推广事业。旱地预留行是我县老一辈农业科技工作者经过多年试验研究找到的一条抗灾农业栽培技术，它的推广一举解决了长期困绕我县农业的瓶颈问题——玉米卡脖子旱，并使旱地农业走上了小麦、玉米一年两熟甚至小麦、玉米、豆杂一年三熟的高效抗灾农业之路。进入二十世纪90年代，我和我的同事们在学习，吸收老一辈的研究成果基础之上，进一步完善和研究了预留行栽培技术的组装配套，提出了小麦、玉米、豆杂、蔬菜一年四熟的套种高产高效模式化栽培技术，使我县旱地农业生产效益进一步提高。从而更加丰富了老一辈的套种模式理论。其次是在实践中学习。随着现代农业的不断发展，农业的发展方式和经营方式均发生了巨大变化，科学技术日新月异。老一套农技推广方式已完全不适应现代农业生产的需要，必须在农业生产的实践中丰富自己的专业知识，提高自己的业务能力。围绕特色产业基地建设，掌握新的现代农业科技知识，才能更好地为“三农”服务。为此，我经常深入农业生产第一线，一方面指导农民科学种田，更主要的是在生产中发现问题，在实践中丰富自己。几年来先后学习了茶叶栽培、中药材栽培、黄姜栽培、蔬菜栽培等专业知识。一九九四年春，刚刚担任农业局副局长才几天，就深入到洪坪黑池的长村坝、龙石坪、顺水坪等高山村组，调查了解地膜玉米生产情况，研究探讨高山地区玉米育苗移栽技术。翻山越岭、跋山涉水，历时半个多月，走村串户，宣传和推广玉米育苗移栽技术，当时长村坝到龙石坪还没有公路，我和同事们走在峭壁的悬崖上，心惊肉跳，浑身发软，同事们劝我放弃此行，但我几乎是爬着走到了龙石坪。看到高山人民在如此险恶的条件下艰苦地生活，我更加感到自己的责任重大。2002年冬，黄姜产业受市场价格的大幅降价而出现姜农严重受损的局面，各级领导及广大姜农都心急如焚。县委领导指示农业部门拿出黄姜苞谷套种、减少姜农损失、稳定农村形势的应急措施和技术方案，我和我的同事们迅速行动起来，深入黄姜主产区开展调查研究，与广大姜农共同研究制订姜苞套种的技术方案，并于2003年春及时以县委、县政府的紧急通知发至各乡镇进行推广，从而使2003年黄姜地套种玉米面积达到8万亩以上，套种玉米单产达到300斤，在黄姜价格持续低迷的情况下，极大地缓解了姜农的市场风险。使我县的黄姜生产实现了平稳过渡。姜苞套种技术的提出，是在我县生产实践中总结出来的一条有效抵御市场风险的应急措施，凝聚着县委领导、广大姜农和农业科技者的共同心血。第三是向农民群众学习。一九九四年，我们听说大庙乡全胜村一农民在自家责任田使用地膜覆盖水稻获得了丰收，我和同事们一道深入大庙乡进行实地调查，看到地膜水稻比周围的不盖地膜的水稻穗大粒多，增产效果十分明显，我们的心头一亮，这一发现也许从此改变我县的水稻生产现状。为解决我县冷浸烂泥田水稻低产、高山水稻青风不能成熟的生产难题找到了一条有效的途径。在省市有关部门的支持下，我们成立了地膜水稻科技攻关小组，作为技术负责人，我亲自参入了多项试验研究课题，并积极组织在全县范围内开展示范和推广。并认真总结其创造性成果，并上报到省市农业科技部门，引起广泛关注。经过多年系统研究，形成了水稻地膜覆盖湿润增温栽培技术。该项成果受到国家农业部的高度重视，赢得了国际国内农业专家的高度评价，德国水稻专家多次来竹山考察学习和研究。并以此获国家及省、市科技成果一等奖。应该说地膜水稻
是我县农民的一大发明，而地膜水稻栽培技术是市、县农业科技工作者的心血和汗水。农民发现了水稻的地膜覆盖栽培，而农业科技工作者创造了地膜水稻理论。这是我和同志们在其中起到了试验、研究、总结、推广作用。
探索——志在创新
农业的发展需要科技，而科技需要创新，创新更需要探索。多年来，虽然自己的身份发生了变化，从
技术干部变成了行政干部，但我对农业科技事业的追求仍然没有改变，仍然坚持着农业科技的试验、研究，并组织农技人员开展一系列的科技攻关，并取得了一批成果，为我县农业的发展提供了强有力的科技支撑。从水稻的地坑两段育秧到旱育抛栽技术的引进推广，从配方施肥技术到测土配方平衡施肥技术的研制和推广，从油菜育苗移栽到油菜的高垄双行栽培技术试验研究及推广，从农作物新品种的引进试验和推广到抗旱农业的结合配套技术的试验研究成功，从玉米营养钵育苗移栽到玉米软盘育苗技术的推广，都包含着我和同行们的艰苦探索和不断的创新。一九九八年秋播，为了搞好油菜高垄双行栽培技术的大面积示范，我和农技干部一道深入擂鼓镇红岩管理区开展该项技术的培训和指导工作，一住就是十多天，我们走村串户，开培训会、开现场会，并亲自指导农民实行高垄栽培。我们吃在农户家，睡在农户家，晚上开会培训，白天进田巡回指导，晴天一身汗，雨天一身泥，虽然吃了很多苦，但看到全管理区四个村近1000亩水田全部实行了油菜的高垄双行栽培，看着整齐划一的垄作油菜长势旺盛。又一个丰收的年景，使我感到十分欣慰。99年该管理区近1000亩油菜喜获丰收，迎来了省、市、县领导的多次参观，油菜高垄双行栽培技术从此在全县大面积推广，并成为水田油菜的主要栽培方式。看到自己的创新成果在我县生产中大面积应用，多年来的潜心研究得以回报，我感到无比的自豪。一九九七年至二oo一年，面对多灾的竹山农业发展现状，我和广大农业科技工作者一道，立志于抗旱农业的配套技术研究，在市、县科技部门的支持下，经过5年的系统研究，从抗旱品种的筛选，到配方平衡施肥技术的试验和研究再到坡地沟种技术、草覆盖技术、地膜覆盖等综合农艺措施的组装配套，探讨出一条适应山区农业发展的抗旱农业综合配套技术，通过这几年的逐步推广，又一次显示出强大的科技抗灾效益。并因此而获得县政府的科技进步一等奖。多年的潜心研究，多年的艰辛探索，无论是烈日炎炎，还是狂风凛冽，无论是风吹雨打，还是汗流浃背，我们都不曾退缩，始终坚定不移地探索着山区农业的科技发展之路。看到广大农民增产丰收后的喜悦，我的心里也感到十分高兴，再苦再累也心甘情愿。
奉献——义不容辞
参加工作28年以来，我大部分时间奔走在农村，几乎跑遍全县的每一个村组，风里来雨里去，从没感觉到苦和累，因为我的工作和广大农民兄弟息息相关。我只求老老实实做事，坦坦荡荡做人，全心投入农业科技推广事业。我坚持自己的做人原则：多琢磨事少琢磨人，多琢磨学问，少琢磨名利。因此，有人说我是与世无争的人，一个太倔太笨的人，一个老实人。虽然我物质上并不富裕，但我的内心是充实的，因为我尽到了一名共产党员应尽的义务，担负起了一名农业科技工作者的责任。今后，我还将继续努力，为了农民的增产增收，为了我十分热爱的农业科技事业，义不容辞地奉献我的智慧、我的力量。
“迎战”未来先进防空系统 篇3
未来型空射巡航导弹的发展曾因经费困扰而出现波折
目前，美国空军机载核力量中，只有B-52H战略轰炸机携带了可实施防区外打击的AGM-86B空射核巡航导弹。AGM-86B巡航导弹巡航速度约885千米/小时，航程超过2400千米，这使得轰炸机投弹瞬间可保持在离目标很远的安全距离内。B-52轰炸机两侧翼下分别能挂载6枚该种巡航导弹，其机舱内的旋转发射装备可携8枚巡航导弹，每架B-52轰炸机具备携载20枚AGM-86B巡航导弹的能力。AGM-86B导弹于1982年首次服役，当时预期的使用寿命为10年。在其预定退役期之后的第6年即1998年，空军开始了该型导弹的延寿计划。目前该导弹预期将一直服役至2030年。但美国国防部仍然没有排除下述可能性，即首批服役的该型导弹在2030年之前可能会因零部件老化而发生故障。
2010年2月1日，奥巴马政府向美国国会提交了2011财年预算报告，这是奥巴马提出“无核世界”理念后提交的首份财政年度预算报告。报告中，美空军以其1982年服役的AGM-86B巡航导弹严重超期服役为由，编列了8亿美元预算用于发展LRSO新型核巡航导弹。预算文件指出，空军试图在2013-2015财年将研发资金向能够携带核弹头的武器倾斜，预计仅2015财年在该领域的投资就将达5亿美元。2011财年，美国空军在这方面的预算申请额为363万美元，主要用于完成目前正在进行的新型巡航导弹技术论证研究。
2012年3月28日，美空军全球打击司令部司令詹姆斯·柯瓦斯基中将和美军核事务空军参谋组组长威廉·钱伯斯少将，在美国会众议院武装力量委员会作证时表示，美空军已在其2013财年预算申请中推迟了LRSO导弹项目的启动时间，由原定的2013财年推迟至2015财年。钱伯斯称，推迟LRSO导弹项目“是美国在预算受限条件下必须调整的一个内容……尽管该项目被推迟，但在ALCM和LRSO之间不会出现空白”，因为美空军正在开展一些ALCM延寿项目，“以确保该导弹可服役到2030年之后”。
虽然LRSO导弹计划装备到美空军当前和未来的三型战略轰炸机上，但美空军目前设想的其首要用途是满足B-2轰炸机的装备升级计划，旨在提升其打击目标的种类范围，包括移动目标以及加固的深埋目标。据空军目前编列的2014财年预算申请显示，针对B-2轰炸机的先进武器集成工作已成为空军“灵活打击”计划的组成部分。“灵活打击”第1阶段计划即所谓的“机载武器管理实战飞行计划”，旨在将当前的B-2机载武器管理软件与新的集成传感器实现重组和整合，为其携带和运用先进的数字化武器（如B61-12或LRSO导弹）提供程序和带宽支持。“灵活打击”第1阶段计划在2016-2017财年投入生产和运行，这一时间点恰好符合B61-12新制导型核弹和LRSO巡航导弹分别预计在2019年以及20年代中、后期服役的现实需求。
美军巨资研发核巡航导弹
在针对核武器现代化成本的公开辩论中，通常认为新型远程轰炸机不属于核任务领域的重大开支，因为它大部分任务是非核的。但是，这种说法忽视了其上可能装备的昂贵的核武器载荷（B61-12和LRSO巡航导弹）。新型LRSO核巡航导弹的总成本仍然难以预计，因为其在21世纪20年代中后期之前不会投入实战部署。然而，2014财年预算申请表明，它将是一种非常昂贵的武器系统。在未来五年，预计该导弹的设计和研发成本将超过10亿美元。到20年代中后期，随着这种武器的全面投产和交付，其成本将会大幅增加。除了导弹本身的成本，核弹头的生产成本可能会更高。空军并没有设计一种新弹头，而是计划使用现有弹头的延寿型，包括W80-1、W84或B61。如其他弹头的延寿计划“一掷千金”相似，LRSO弹头的升级计划可能也要耗资数十亿美元。
目前，只有B-52H轰炸机携带了核巡航导弹。美国空军在第2和第5轰炸联队的四个中队中，共在44架B-52H轰炸机装备了528枚空射巡航导弹（ALCM）。B-2A轰炸机没有携带此类导弹，而是携带了多种航空炸弹（包括B61-7、B61-11和B83-1），这是因为B-2A轰炸机的设计初衷是在不被发现的情况下突破敌方防空系统，可以在敌方目标上空投放核炸弹。既然如此，美空军又为何要为其装备这种新型核巡航导弹呢？答案就在于美国军方对未来发展形势的预测，即到2030年前，敌方防空系统作战性能预计将大幅提升，这将严重削弱轰炸机的隐身能力，因此防区外打击能力将成为B-2执行核攻击任务的必备能力。美军官员表示，LRSO巡航导弹一旦装备到B-2A轰炸机上，将使其具备在面临严密防空系统的作战环境下，实施防区外核打击的能力。
然而，上述理由并不能完全解释空军为何要将这种新的巡航导弹配备到三种轰炸机上，毕竟B-52H已具备防区外打击能力。据推测，其原因可能是LRSO具有核、常双重打击能力（虽然美空军尚未公开声明此项能力），抑或是空军干脆决定为三种轰炸机增加一种新型核巡航导弹，旨在提供最大的灵活性。与美空军2007年退役的“先进巡航导弹”（ACM）相比，这种新的核巡航导弹可能有相似的甚至是更优的射程和隐身性能。空军指出，LRSO“能够从距离很远的防区外突破并躲过先进的‘综合防空系统’（IADS），对敌战略目标发动攻击，从而支持空军的全球打击能力及其战略威慑的核心职能。”
未来，除了现部署巡航导弹的第2和第5轰炸联队的四个中队将换装LRSO核巡航导弹外，怀特曼空军基地的第509轰炸联队也将接收LRSO导弹，此外该基地还将成为下一代轰炸机的部署基地。毫无疑问，为美空军当前和未来的三种轰炸机全部换装LRSO导弹，将大幅提升美国轰炸机编队的核巡航导弹作战能力。尤其值得关注的是，将来装备LRSO核巡航导弹的运载平台B-2和LRS-B轰炸机比现有的B-52H隐身性能更好，具有更强的突防能力，这也使得由LRSO取代ALCM的作战能力提升变得更加明显。
总而言之，随着更新换代工作的推进，轰炸机的核武器投放能力将在未来的几十年里显著提升。除了新的LRSO外，B61-12新型制导炸弹也可能一同投入服役，而B61-7和B83-1炸弹则可能会退役。最终，B-2A和B-52H轰炸机（以及不承担核任务的B-1B轰炸机）将会被100架远程攻击轰炸机所取代。尽管这些轰炸机可能不会全部具备核打击能力，但或许会有一半将装备B61-12和LRSO核武器。
LRSO再次揭露奥巴马版“无核武器世界”虚伪本质
2009年4月，奥巴马在布拉格的一次重要演讲中阐述了无核武器世界构想，而这一事件也常常被认为帮助其赢得了诺贝尔和平奖。时隔不到一年，白宫于2010年初在预算报告中列入新型空射巡航导弹的发展资金无疑激怒了左翼国会议员。在他们看来，无论是对现代化的替代武器拨款，还是对升级美国现有核武器拨款，奥巴马的军备控制议程都会将其“无核世界”的承诺束之高阁。而这些国会议员是奥巴马总统的政治基础，他们支持奥巴马朝着最终实现全球消除核武器的目标而采取“具体措施”的承诺。但由于该计划使政府表露出了推进美国核武库现代化的潜在迹象，因此，作为反对派的共和党人反倒对发展新型空射巡航导弹的计划持欢迎态度。参议院的全体共和党代表早在2009年12月就向奥巴马表达了他们的支持意见。
美国军事专家对于新的LRSO发展计划展开了激烈的争论。据一些专家分析，如果没有核巡航导弹，作为“三位一体”核力量支柱之一的轰炸机的效用将会显著下降，并最终消失。据军方内部人士透露，如果不能为现役空射巡航导弹发展出替代型号，美国国防部最终可能会将所有轰炸机转变成仅有常规用途，使国家的核力量变成由潜射弹道导弹和洲际弹道导弹组成的“二位一体”的威慑力量。哈得逊研究院高级研究员克里斯托弗·福特称，在未来数年内，为保持“三位一体”核力量支柱之一的轰炸机核力量的有效性和可靠性，空射巡航导弹必须由同样具备防区外发射能力的新式武器所取代。“目前，你别想驾驶B-52飞越除部落武装以外的任何地方，丢掉它是个很好的办法”，他藉此暗示对于先进的地空导弹技术而言，轰炸机越来越容易受到攻击。“因此，我们需要一种防区外打击能力的巡航导弹。”福特对奥巴马团队的这一作为赞赏有加。“奥巴马政府至少正在仔细考虑将核投送系统现代化，这也许是个令人感兴趣的好主意，”福特说，“美国已经是世界主要强国中唯一一个没有将投送系统现代化的国家了。”
而其他人则坚决主张，华盛顿还没有将其核巡航导弹现代化的迫切需要，因为它们今天依然十分强大，并且多年以后仍可以继续可靠地发挥作用。一直密切跟踪替代型空射巡航导弹发展的美国科学家联合会信息项目主任汉斯·克里斯滕森说，“我认为总统已经说得很清楚了，不发展新的核武器。”虽然自由派和保守派学者的观点都倾向集中在核弹头是否现代化和如何进行现代化上，他却认为，“没有投送平台不会对核弹头产生很大影响。”他说，即使《核态势评估报告》设想暂时让一架具备核能力的轰炸机继续发挥作用，将未来的巡航导弹列入预算也似乎是“公然违抗总统的承诺。”“我们在同谁开玩笑？”他在2010年初接受采访时说，“我们正在告诉全世界我们不会制造新的核武器，而在政府的首份预算报告中却有一种新的核武器。”
总而言之，在B-2A隐身轰炸机上增加核巡航导弹所带来的影响是多方面的，除了提高军事能力、增加经费负担等直接的现实影响外，还将影响到国际社会对美国21世纪核军控政策的评价。为此，汉斯·克里斯滕森目前向政府决策者建议：如果有人觉得核巡航导弹仍是必要的，那么更合理、更廉价的替代方案是只在下一代轰炸机上装备LRSO导弹。他同时也指出，在核武器现代化升级方面，美国并非“特立独行”，俄罗斯同样也在为其轰炸机研制新的核巡航导弹，中国也在为其中程轰炸机增挂巡航导弹（不过目前没有迹象表明是核巡航导弹），法国刚刚为其战斗轰炸机装备了新的核巡航导弹，甚至连巴基斯坦也在为其飞机设计两种核巡航导弹。上述这些动向只是所有核国家在核武器更新计划工作的一小组成部分。他们都在“宣讲”结束军备竞赛、降低核武器的数量和作用，谋求无核武器世界，然而又都在继续研制和部署新的核武器。
（新华网）
中国二炮电子战部队让美国头疼可使其太空战力瘫痪
综合美国《防务系统》杂志、俄罗斯《观点报》等媒体报道，美国军方官员目前再度对“中国反卫星能力”大加臆测。美军通过发射“探路者”等新型卫星，加速构建能够监视甚至攻击别国卫星的“天基作战系统”。与此同时，美军担忧中国二炮的电子战部队“切断美军的卫星通信系统，从而瘫痪其已具雏形的太空战能力”。
据英国路透社报道，美国国防部副部长艾什顿·卡特目前称，美军已开始实施一项长期工程，以保护美国卫星的安全，并增强太空对抗能力，从而应对潜在敌人。美军获取的情报显示，中国“已有能力用卫星、导弹或地面干扰设施制约别国的高轨道卫星”。
美国官方的这一言论引发外界对于中国“反卫星能力”的臆测。美国智库“2049计划研究所”网站称，解放军正日益重视对通信网络的控制。在特定情况下，其电子对抗系统可能具备干扰美军指挥系统和作战部队之间通信的能力。报道还称，中国国防工业部门可能正在研发能够干扰被美军寄予厚望的“16号数据链”的装备，从而可切断美国军用卫星系统的信号传输。
“2049计划研究所”称，美国对其太空军事力量有两方面担忧，一是其硬件——各种卫星可能遭到中俄两国的攻击，二是其软件（数据链信息传输系统）可能遭到干扰，其中后者是美军现阶段面临的主要问题，因为与直接打击美国卫星相比，实施干扰可能是美国的对手更愿意采用的攻击模式。
报道揣测，解放军的电子战部队发展迅速，尤其是二炮司令部直接领导的某些营级电子战部队，可能已具备了干扰甚至阻断美军卫星通信的能力。中国的电子战专家可能开发出能渗透美军战场数据链的系统，一旦这类系统在二炮部队中部署到位，包括卫星在内的美军战场信息传输系统就可能遭到干扰，甚至被切断，无法向地面传输情报，美军的各种装备将因得不到正确指令而无法发挥作用。另外，美军的太空战装备，如具备攻击能力的卫星，也可能因解放军的电子干扰而失效。
《防务系统》称，美国最担忧遭到中国二炮电子攻击的，是“探路者”系列卫星。由于陆基太空监视网“功能有限”，美军发射了能够监视别国卫星的“探路者”间谍卫星。该型卫星在预定轨道上运行，可锁定并跟踪太空碎片、别国卫星、太空武器系统及其他“可能威胁美国太空资产的航天器”。“探路者”的控制权隶属于美国空军“制天权联队”，因此它是一颗不折不扣的军用卫星。
俄罗斯《航空港》杂志指出，美国“探路者”卫星的功能并非只限于侦察。它可搭载激光武器及小型攻击卫星等装备，在必要时，美军可从地面发送指令，指挥它向别国卫星和航天器发动致命攻击。因此，“探路者”可以说是美军的首款“杀手卫星”。
事实上，美国构建“天基作战系统”并非以发射“探路者”卫星为起点，此前它就已经有所动作。
据俄罗斯《观点报》报道，美国曾于2010年在佛罗里达州卡纳维拉尔角航天中心用德尔塔-4火箭发射一颗卫星，当时该卫星并未引起外界的太多关注，因为它是一颗GPS导航卫星。后来美国能源部国家核安全局副局长助理肯恩·贝克披露，这颗卫星也可用于查明大气层内的核试验情况，以及可用于探测太空中发生的核爆炸。
美国专家称，它可大幅增强美国检查各国履行《全面禁止核试验条约》的情况。《观点报》认为，这颗卫星的功能显然已超出预定范围，显示美国急于构建“从太空中侦察别国太空装备”的能力。
《防务系统》透露，除“探路者”卫星外，美国还在加紧研制比它功能更强的新一代天基作战系统卫星，届时，美军控制太空的能力将进一步得到增强。
先进设计系统 篇4
作为一种良好的分布式控制系统,DCS系统还能够实现集散控制的作用,其中综合了显示技术、控制技术、通信技术、计算机技术等多种技术。技术人员对于控制层面和生产装置,应分别进行分散控制和集中管理。在系统当中,通过规模扩大、功能增加、系统成型等,实现系统对数字控制功能的保留,使其在实际应用中更好的发挥作用。系统的集散结构、数据信息的流动性等,都能够得到保证。
1 DCS系统设计
1.1 主控单元
在DCS系统设计当中,主控单元主要包括CPU、存储器等部分。在DCS系统中,对高性能16位微处理器进行应用。或对32为处理器和浮点预算协处理器进行应用,同样能够降低工作周期,增强处理能力。在存储器当中,包括了RAM、ROM等部分。在计算机中,通过运行固定程序,能够对工作安全性能进行有效的保证。在DCS系统设计的过程中,应当复杂修复组态,从而提升系统运行的可靠性与方便性。
1.2 现场控制站
利用计算机,现场控制站能够对控制、检测等工作独立完成。其中主要包括了机柜、电源、输入通道、输出通道等。在现场控制站的机柜结构中,设有多层机架,用于安装模件、电源等,用金属材料包裹外部,在活动部分,进行相应的电气连接,在内部电子设备中,通过电磁屏障提供服务[1]。在机柜设置中,应当进行良好的接地,保持4Ω以下的电阻,从而实现良好的电磁屏蔽效果。在电源供应当中,应确保可靠、稳定的控制站交流电源。在供电中,对双向交流电源进行应用。系统中的输入和输出通道采用I/O接口模式,可采用模拟量、脉冲量等模式。线路将生产过程中的物理量和化学量转换为电信号向输入通道输送。脉冲信号主要出现在旋转计、涡轮计量器、机械计算装置等。
2 DCS系统先进控制
2.1 先进控制意义
在DCS系统当中,采用了先进的控制技术,对于企业经济效益的提升、竞争能力的增加等,都有着重要的意义。基于现代控制理论,运用人工智能技术,极大的推动了DCS系统先进控制在DCS系统中的应用。在动态环境下,先进控制可对计算能力、数学原理等进行发挥。不同与传统PID控制的是,DCS系统先进控制不单单是一种算法控制,还能提供相应的控制策略[2]。在工业系统中,一旦受到某些因素的影响,参数准确性也将受到影响,因而利用DCS系统先进控制,能够更好地应对这种影响,更加有效地进行工业过程控制。
2.2 先进控制特点
不同于传统PID控制模式,在先进控制模式下,可进行知识控制策略、模型控制策略等。其中,知识控制主要包括智能专家控制、模糊控制等;模型控制中包括软测量技术、生物识别、预测控制等。在DCS系统先进控制当中,这两种控制模式都发挥着十分重要的作用。在工业环境中往往具有多变、复杂的特点,而利用先进控制技术,能够对其中的多变量耦合、非线性、不确定性等控制问题进行解决,同时兼顾到被控变量、控制变量之间的关系[3]。在工业环境下,先进控制能够促使一些模型更好地发挥效果,提升协调、约束、适应能力,从而更好的匹配工业生产和系统控制。同时,能够反映出操作要求、动态生产过程的特点,对控制效果进行提升。
2.3 先进控制发展
很多相变、生化、化学等反应过程,都会出现在工业生产过程当中,对能量、物质等进行转化和传递,因此工业生产过程实际上是较为复杂的。同时,工业生产中,具有非线性、信息部完整性、不确定性等特点,因而都会给先进控制的应用造成限制[4]。在工业生产中,这些因素都具有非常重要的意义,能够对产品的质量产生直接的影响,并且造成该笔那能量消耗、生产含速率等技术指标。在连续化、大型化的工业生产转变中,工业生产的实时性、整体性会得到不断的完善,因此,在DCS系统当中,为了实现工业生产的优化以及系统的协调,在装置复杂等问题的解决当中,对DCS先进控制进行应用,能够取得十分良好的效果。在过程控制当中,一个对象通过对PID控制规律单项输出的应用,实现简单反馈控制,并在控制中以经典理论为基础。在各类工业生产流程中,传统PID控制都得到了广泛的应用。而在现代化的工业生产中,DCS系统的应用也不断扩大,但同样不能忽略现有的PID控制。因此,可以利用PID控制维护工业过程的操作和运行稳定性[5]。在这种方式之下,能够很容易接受和理解简单的操作方式。在科技进一步发展的前提下,能够更加完善控制技术的应用和结构,从而实现DCS先进控制更好的应用。
3 结语
在当前的工业生产等领域当中,DCS系统是一个较为常用的系统,对于功业生产过程的控制有着十分重要的作用。而在DCS系统中,系统设计及先进控制的应用,具有不可替代的意义和效果,对于DCS系统功能的发挥,也有着直接的影响。通过良好的系统设计和先进控制的有效应用,能够更好的确保工业生产的安全稳定,取得更为良好的效益。
参考文献
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先进制造系统对企业绩效影响研究 篇5
摘要：文章对先进制造系统对企业的内部过程绩效的影响进行了分析研究。对管理子系统和先进制造技术子系统以及过程绩效建立了结构方程模型。采用偏最小二乘方法对模型求解，得出管理因素和先进制造技术因素对企业绩效有显著的积极影响的结论，同时，管理因素与先进制造技术因素的交互作用对绩效的影响也是积极的。
关键词：先进制造系统；绩效；管理；先进制造技术；结构方程模型；偏最小二乘
一、引言
先进制造系统(Advanced Manufacturing System，简记为AMS)致力于制造系统向敏捷化、柔性化、智能化、绿色、环保、低能耗和信息集成方向发展。AMS相对于传统制造系统多创造出的效益既包括有形效益，又包括无形效益。先进制造系统的无形效益包括市场竞争力、社会影响力、环境、企业管理能力、技术创新优势等无形效益。对AMS无形效益的置化研究，为AMS的投资的效益提供更为全面的评价依据。如果仅仅从战略角度评价AMS(Y.H.Park等，1997)，而忽视AMS使企业提高效率而产生的经济效益，当然也是不恰当的。
陈禹六对计算机集成制造(Computer Integrated Manufacture，CIM)主要从时间、质量、成本、服务角度进行综合评价。而在当时的社会背景下。认为环境并不适宜作为评价的准则(陈禹六，1997)。
随着我国社会经济的发展，环境问题越来越突出。宋之杰从环境(宋之杰等，2007)和技术创新优势(宋之杰等，2008)角度对AMS的无形效益进行了经济评价。
先进制造系统的效益还可以分为战略效益和战术效益。先进制造系统的战略效益体现在与企业整体战略的一致性(李春好等，2005)。先进制造技术可以产生如技术柔性的长期盈利、满足顾客需求多样化、快速响应交货期要求、优质的产品、开辟新产品市场与捕捉新市场机会等战略效果。
先进制造系统的战术效益是先进制造系统进行产品生产过程中与加工相关联的作业为企业带来的无形效益。主要通过先进制造技术的高质量和高效率来实现，是制造过程与企业生产计划共同作用的效果。先进制造系统通过减少无效作业、提高增值作业效率，实现其无形效益，具体可以分为四个方面：(1)在制品加IT程的效率提高；(2)对产品种类和批量变化的柔性；(3)提高加工体系的可靠性；(4)应对环境变化的敏捷性和开放性。方淑芬教授采用概率统计方法处理不确定因素对柔性效益的影响，结合财务会计分析工具，把各类工程技术因素与经济效益统一起来做定量分析。获得了良好的决策效果(唐志新等，2001)。
二、理论与研究假设
先进制造系统需要技术与管理结合。先进设备与生产控制体系的集成，计算机软件加上先进管理体系，可以说先进制造技术与生产管理缺一不可。本文对先进制造技术与企业管理能力以及二者的交互作用对企业经营过程绩效的影响进行分析研究。
企业运营的绩效以管理体系、持续改进体系和原材料控制体系的绩效为反映型指标。
良好的企业管理能提高企业的运行效率。从泰勒的科学管理开始。管理科学对生产力提高发挥了重要作用，也因此产生了管理理论的“丛林”。在不胜枚举的管理因素中，本文选择领导者行为、人员管理、和参与式管理作为研究的管理因素的反映型评价指标。领导者在组织中扮演多种角色，通过实施影响下属的领导行为。完成组织的目标。领导者在带领、引导和鼓舞部下为实现组织目标的活动过程中，积极地发挥领导者的决策、计划、指挥、协调和激励能力。人员是组织中最具有能动性的生产要素，企业人员管理部门担负对员工的招聘、培训、绩效评估等管理任务，人员管理对企业绩效具有非常重要的影响。参与式管理强调员工能够参与到设定目标、制定决策、解决问题和组织变革等活动，组织如果使其员工在思想上、情感上对业务的决定与处置都有深入的参与和感受，会产生对组织的认同感、依附感和责任感，因而会更愿意贡献其才能与力量，更好地实现组织的目标。由此，本文设定了第一个命题如下：
命题1：管理因素对企业过程绩效有积极影响。
先进制造技术以ERP系统、信息系统和精益生产的等先进制造技术为代表。企业资源计划(Enterprise Res-ource Planning，简称ERP)是建立在信息基础上，对企业进行合理资源调配，为企业决策层和员工提供决策信息的管理平台。该平台体现了供应链管理、信息化、精益等先进制造体系思想。信息系统(Information System，简称IS)是先进制造体系不可缺少的组成部分，它主要体现的是对信息的获取、处理、保存、传递以及共享机制，特别是当它与计算机技术应用相结合时，更加显现出信息的巨大作用。精益生产方式作为先进制造技术的代表。在生产制造、产品设计、生产协作、销售和服务等企业运营领域，大多能为企业带来更好的运营绩效。由此，本文设定的第二个命题如下：
命题2：先进制造技术对企业过程绩效有积极影响。
管理体系与技术体系作为企业复杂系统的子系统，纵横交织。相互作用，二者分别对企业绩效产生影响的同时，二者的相互作用对于企业绩效的影响也是必然存在的。这种相互作用对企业绩效的影响有两种可能，一是优秀的管理体系降低企业绩效对先进技术的依赖。反之亦然；二是优秀的管理体系促进先进技术对企业绩效的贡献，反之亦然。本文倾向于后者。认为良好的管理体系会改善技术体系的外部环境条件。可以有效地促进技术系统的发挥，实现对技术系统的良性催化机制；反之，先进技术体系也为优秀管理体系的发展提供促进作用。由此，本文设定的第三个命题如下：
命题3：管理因素与先进制造技术因素的交互作用对过程绩效有积极影响。
从管理因素和先进制造技术因素以及二者交互作用对企业经营绩效的影响模型的实际分析结果来看，对于调节变量和预测变量的定义以及因定义不同而建立的两个数学模型对计算结果的影响不大，并且本文并不想在理论上讨论管理因素和先进制造技术因素分别代表两种变量的差别。所以此处建立如下模型。两个因素之间的路径代表二者的交互作用，“+”号代表命题3的假定，即二者的交互作用对绩效产生正的影响。
三、研究方法
为了保证研究的客观性。理论验证采用调查问卷的方法进行研究(张敬伟等，2009)。对以上调查指标采用5级李克特量表设计调查问卷。对国内300家制造企业进行问卷调查。回收183份。有效问卷172份。对问卷结果采用偏最小二乘法解结构方程模型的方法进行分析。分析软件采用SmartPLS2.0(Ringle，C.M等，2005)。
各因索的综合信度系数见表1，先进制造技术因素的信度系数0.667，数值较低，但高于最低0.65的缘合信度系数的界限值要求。过程绩效因素综合信度系数较高，0.787
的信度系数值符合严格的信度系数界限值0.7的要求。
测量模型中的显变量ERP系统对潜变量先进制造因素的因子载荷最低，为0.725，但高于0.6的标准界限值，T值为3.724，符合统计显著性要求，其他显变量的因子载荷和T值均大于ERP系统的相应数值。也符合要求，体现了较强的内敛效度。
从表2中我们可以看出，每一个因素的平均提取方差(AVE)均高于最低0，50的界限值，也符合标准要求。各个因素的平均提取方差数值均高于因素之间的相关系数，数据显示问卷结果的判别效度良好。因此，可以进一步对问卷结果进行分析。
四、命题的验证
为了更好地体现管理因素与技术因素的交互作用，分析分为两个阶段，第一阶段仅分析管理和先进制造技术对企业过程绩效的影响，第二阶段在第一阶段的基础上再加上管理与技术的交互作用对企业过程绩效的影响。
从表3的分析结果看到，管理因素在两个阶段对过程绩效的路径系数均很高，同时从T值可以判断具有统计显著性。从而命题1得以验证。即管理因素对企业过程绩效具有显著的积极影响。
同时，先进制造技术因素在两个阶段的分析结果中，路径系数也较高，并且具有统计显著性，所以。命题2也得以验证，即先进制造技术对企业过程绩效有显著的积极影响。
而管理与技术的交互作用对于过程绩效的路径系数尚可，但是统计显著性并不高，即从分析结果不能得出管理与技术对企业的过程绩效有显著的积极影响。尽管如此，从分析结果也可以看出。管理与先进技术对企业的过程绩效的路径系数是正的，说明二者的交互作用对过程绩效产生正向影响，T值所对应的概率P值接近百分之二十。虽然未达到习惯所常依据的0.1、0.05、0.01等的P值，但差距也不算太大。而且。从R2来看，引入两者的交互作用，R2增大，模型对因变量的解释能力有所提高。
五、结论及启示
先进制造系统既包括先进制造技术，也包括先进的管理体系。先进制造技术之于企业经营绩效的影响是非常显著的，同时我们也看到管理的重要性。
ERP系统、信息化、精益生产方式等作为本文的先进制造技术研究的反映型指标，是先进制造技术的代表性指标。而不是组成型指标。因为先进制造系统的组成因素不仅仅这些；同理，在研究中其他的因素时也采用的反映型指标。从分析结果的因子载荷和T值以及AVE和相关系数，可以看出这些反映型指标具有很好的代表性和判别效度。模型的路径系数和显著性指标说明。先进制造系统对企业的经营绩效具有显著影响。同时，先进制造技术子系统与管理子系统之间的联系。具有相互促进的作用。这种交互作用对企业经营绩效的影响也是积极的。
对先进制造技术的投资项目进行评价大多集中于有形成本收益的技术经济评价，而无形效益的评价还在不断的探索阶段。缺乏定量的分析方法。就难以形成有效的投资评价依据，对投资决策来讲就缺乏重要的一部分信息。严重影响决策的科学性和合理性。我国制造企业在与国际竞争对手的竞争中。在产品的品牌、质量、收益等方面处于劣势。先进制造系统战略无疑会提升企业的竞争地位，全面科学的评价先进制造系统项目投资有利于企业做出正确的选择。
柯马,先进制造系统的集大成者 篇6
据统计, 全球每三部汽车当中就有一部 (每年大概超过2 000万辆车) 是通过柯马的生产系统制造的。近几年, 柯马基于在汽车行业所建立的深厚根基, 不断发展壮大, 将自身的技能和知识运用在多种行业的测试及各种应用中:工业自动化、车身焊装、金属加工和机械装配系统以及工业机器人和服务等广泛的领域。不仅如此, 为了提高客户的工作效率, 实现节能减排, 柯马在技术领域不断创新, 引导机械制造业快速发展。为了让读者了解柯马在中国的创新业务, 近期, 《汽车工艺师》记者采访了柯马中国副首席执行官贺万民先生。
虚拟工厂与虚拟调试
虚拟工厂是指在虚拟空间以虚拟的方式模拟实际工厂把生产零部件的输入变换为最终产出品输出的生产功能仿真的全部行为。具体来说, 就是在计算机内的虚拟空间仿真生产现场 (模拟现实) , 在虚拟世界设计、制造、检查产品, 是一种虚拟控制生产流程的方法, 它是理想地控制现实在生产过程的全部行为。
这是近期柯马与西门子深度合作的一个项目, 已在美国和日本分别进行了推广, 在上海举行的一场白车身焊接装备的研讨会上, 贺总作为嘉宾主持一抛出这个研讨主题, 就引起了与会观众的强烈反响, 观众的参与度也是空前高涨。
“参会的主机厂像通用、一汽等代表都表示出浓厚的兴趣。”贺总说, “就好像一下跳出了传统的焊接装备的概念, 由此看下一代装备技术的发展, 应该是从硬件技术的提升转到软件实力的提升。”
实际上, 柯马已在中国的沃尔沃、通用、路虎汽车建立了虚拟工厂进行虚拟调试, 贺总说, 虚拟工厂实际上就是数字化工厂, 但又区别于传统的数字化工厂, 它是指在调试阶段, 利用网络虚拟技术进行调试, 从而缩短装备实际的调试时间, 实际调试时间会缩短一半。虚拟调试要求机器人和它周边的配套设施必须全部数字化, 在数字化环境里面, 来模拟各个PLC的控制点, 把逻辑编进去, 这样的话, 几个人坐在办公室里, 就可完成现场的模拟。柯马有一个COMAU FLEX焊装的品牌, 是柔性化多品种高密度的产品, 可以做到47s的节拍, 机器人要通过它的应用技术拓展才能突出它的优势。而这种虚拟技术可把机器人的技术提高到另外一个层次。
虚拟调试不光提高了效率, 还提高了生产的安全性。贺总说:“在高密度的自动化生产车间里, 人的安全是第一位的, 那种在高密度的机器人的环境下进行现场调试是有一定危险性的, 而虚拟技术就可避免这种危险。”在虚拟的世界里进行焊接设备的调试, 柯马在整个焊装行业是第一家。
绿色制造, 节能减排
柯马的绿色工程为制造业的可持续发展提供了新的视野及手段, 绿色生产、节能减排是柯马建设的品牌之一, 他们可为不断要求降低能源成本和碳排放的市场提供可持续的制造解决方案。
比如, 近期推出了采用微润滑技术的干式切削机床URANE25 V8卧式加工中心, 传统的机械加工都是湿式加工, 切削液需要循环, 而且不能停止, 一旦停止就会有沉淀, 而使用微润滑技术就省去了这套循环系统。就此一项就可节能25%左右。贺总说, 在动力总成加工领域, 这种技术是一种发展趋势。
在发动机轻量化技术方面, 柯马近期还推出了一种等离子热喷涂技术。为了克服铝制发动机缸体刚度和耐磨度差的缺陷, 可在铝制发动机缸内镶嵌1.5~3mm壁厚的铸铁缸套。但这种方法本身仍然存在一些缺点。首先, 它增加了发动机的质量, 不但铸铁缸套自身增加了1.5kg, 而且基于缸套加工和装配的需要, 发动机缸体的总体尺寸也需要增大。其次, 采用铸造工艺制造的铸铁缸套的成分无法灵活的改变, 很难达到与活塞部件最佳的摩擦副组合。另外, 由于铸铁缸套与发动机是分离的部件, 因此在加工装配方面也存在很多问题, 装配间隙和表面精度很难保持一致, 这些都会对发动机的工作效率造成很大的影响。
而采用热喷涂技术制造的发动机缸体则完全可以解决上述问题。首先, 利用热喷涂技术, 只需要制备0.2mm左右厚度的涂层就可以满足汽车缸体的耐磨要求, 几乎不会增加发动机的质量。其次, 热喷涂涂层的材料也可以通过不同的材料配比来, 因此可获得最佳的摩擦学特征。再次, 涂层的制作加工均在缸体上连续完成的, 无中间装配的工艺, 可以保证足够的精度, 不会造成装配方面的问题。
贺总说, 这是一项和美国福特汽车合作的技术, 柯马负责应用技术工程化, 并得到汽车铝缸体应用PTWA的惟一授权单位, 这项技术将对发动机的设计带来革命性的影响。
推出模块化装配线
柯马的动力总成装配线已全部实现模块化生产。贺总说:“这种模块化可能不同于其他企业的模块化, 这种模块化70%是通用的, 20%是特定工艺下专用的标准块, 10%是工装夹具等。发动机的装配技术平台已经从过去的传统模式转化成新的工艺平台, 这使柯马的客户级别迅速提升。”柯马公司新的装配线已在北京奔驰、南京福特、大众娄唐发动机公司和哥特拉客变速器工厂应用, 再加上本集团菲亚特的装配线, 这在集成度、轻量化等标准方面完全不同于5年前的柯马所采用的技术平台, 柯马的创新技术已引起业内广泛的关注。
比如装配线中的SMARTCELL集成系统, 它把机加里的组合机床的概念引入到装配当中来, 这个系统有很多伺服轴和工具库, 在这个系统里完成变速器或缸盖的自动装配。传统的工作流程是缸盖加工完成后入库, 然后再转运装配车间进行发动机分装及总装, 在中间过程中缸盖部件有可能被污染, 然而有了SMARTCELL这样高度集成的技术, 可使加工完毕的缸盖直接进入装配线, 装配完成后再入库。贺总说, 眼下这是一个最佳的缸盖 (年产15万套) 加工装配整体解决方案, 工厂空间的利用率很高。
成立电主轴维修中心
随着发动机产能的迅速扩展, 电主轴的维修保养成了主机厂和设备厂最关心的事情。全球的发动机的产量约25%在中国, 加工中心的保有量很大。加工中心所用的电主轴例行生产维修的时间是一个月, 而在市场上维修主轴的时间长达二三个月, 且价格昂贵, 因此柯马成立了电主轴维修中心。这样, 维修中心不但服务于柯马在中国的800多台加工中心, 同时也为其他品牌的机床做服务。贺总说:“客户需要先和我们签订一定时间段的合同, 这样我们才能准备备件。这种业务模式的市场需求很大, 柯马对应的规模短时内也会得到快速提升。”
一直成为强者
创新技术以及注重对品牌的培养成就了柯马在汽车动力总成制造领域的领导地位, 然而, 柯马创新的脚步并没有停止, 如何保持强者是贺总思考的最多的问题。
“在装备制造领域, 趋同性越来越强, 国内企业学习的能力也很强, 那么未来市场的强者特征是什么呢?我认为, 装备制造商要熟悉客户的尺寸工程, 国内的机床厂设计时会用正向尺寸工程, 即考虑将理论参考公差分配到每个零件, 而柯马的尺寸工程团队柯马是从工艺基准反推产品尺寸, 以工艺为基准来验证这个尺寸是不是合适。为机器人而机器人的发展观点值得推敲, 因为原始劳动力密集性产业用机器人代替人时首先要解决尺寸工程问题, 以适应自动化工程的基本要求。”
先进制造系统的作业成本核算探讨 篇7
由于电子计算机在生产领域的广泛应用, 现代制造业已经演变为从订货开始, 到设计、制造、销售等所有阶段在内的一个高度集成的系统, 即先进制造系统。生产过程的高度自动化、计算机化改变了传统的企业产品成本结构, 使直接材料成本和直接人工成本的比重下降, 而工厂间接费用和辅助生产费用 (通常归属于制造费用) 的比重大幅上升。在先进制造系统采用单一标准分配制造费用的传统成本核算方法, 将导致产品产量大、技术含量较低的产品成本偏高, 而产品产量小、技术含量较高的产品成本偏低, 致使不同产品之间成本分配严重扭曲, 由此可能导致生产经营决策的失误。可想而知, 基于传统成本核算方法的预算管理, 也必然会存在不能对生产经营活动进行合理预测和有效管理等问题。适应先进制造系统对成本管理的新要求, 一种建立在作业成本法 (Activity-Based Costing, ABC) 基础上的作业预算 (Activity-Based Budgeting, ABB) 管理方法便应运而生。作业预算法是在理解作业和成本动因的基础上, 通过预测计划期生产、销售产品或劳务的需求量, 相应地预测对作业的需求量, 并在此基础上预测资源的需求量, 与企业现有的资源供应量进行比较, 使资源配置更加客观。同时, 计算机在制造系统中的广泛应用, 也使得作业预算管理变得可行、易于操作。
二、作业成本动因分析与作业中心的建立
作业成本动因分析是由工程技术人员和财务人员一起合作, 对产品生产的各个环节进行成本动因价值的分析, 这是运用ABC法的基础性工作。成本动因价值分析是通过产出对作业消耗的确认、计量, 作业成本池费用的分配与产出成本的归集, 分析评价各项作业增值性的方法。
成本动因价值分析的程序是:第一, 从构成作业成本库的各项作业中, 选择代表作业, 计量成本动因分配率;第二, 确认并计量各产出消耗的代表作业;第三, 计算、归集各产出的作业成本;第四, 分析各作业对产出的贡献, 确认作业的增值性。增值性作业必须同时满足以下三个条件:该作业的功能是明确的;该作业能为最终产品或劳务提供价值;该作业在企业整个作业链中不能去掉、合并或被代替。
在分析作业成本动因时, 还要根据各个作业的特点, 对相似作业或者能够在时间和空间上进行合并的作业归类, 建立作业中心, 以提高作业的效率。在建立作业中心前对作业进行定义时, 要防止两种倾向:一是防止过于详尽地定义作业, 因为这样不仅不能得到有用信息, 反而可能造成分析的紊乱, 计量的繁琐;二是避免过于宽泛地定义作业, 因为这样难以洞察需要改进的环节, 无法达到作业成本管理的目的。根据生产工艺流程归集建立作业并确定成本动因后, 可以根据作业“质的相似性”原则作进一步合并, 选择主要作业, 建立作业中心。在建立作业中心时, 一般是首先确定一个核心作业, 然后将上下游工序中一些次要任务或作业与之合并归集。在每个作业中心, 都有一个或多个同质成本动因, 应该从中选择一个最具代表性的成本动因作为计算成本动因分配率的基础。选择成本动因时, 主要考虑成本动因与作业中心资源消耗的相关程度、计量成本等因素。
三、作业成本的核算方法
作业成本的核算流程与产品的制造流程是方向一致的。假设某先进制造系统生产N种产品, 则每种产品的总成本TCj (j=1, 2, …, N) 是各个作业中心的作业成本分配给该种产品份额的合计。
(一) 研究与开发
在研究与开发作业中心, 成本池中可能涉及到的主要的成本动因及相应的成本动因率分别为:
1、人工费用, 如设计人员的工资等。
若费用分配率为x元∕人小时, 设计开发第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的累计设计“人小时”为aj, 则分配的人工费用为:A1j=xaj。
2、设计软件费用。
该类费用需按照会计准则中无形资产的摊销方法先按年度摊销, 计算每年的摊销额, 再以产品设计数量为基础将该年度的摊销额分配给每种产品, 假设第j种产品的分配额为A2j。
3、图纸、打印等资料费用。
考虑到每种产品的设计流程大体相似, 为了简化核算工作, 可以将该类费用按照设计产品的数量进行平均分配, 第j种产品的分配额为A3j。
4、专利权购买费用。
该类费用的分配方法与设计软件费用基本相同。在此, 专利权是指产品设计中所必需的某些关键核心的技术。若某产品的设计中没有使用到某专利权, 则不必考虑专利权购买费用摊销因素。假设第j种产品分配到的专利权购买费用为A4j。
5、研制出的样本件试验费用。
这类费用应按照原材料的实际耗费直接归入每种产品的研究与开发成本, 设第j种产品归入的样本件试验费用为A5j。
6、其他摊销费用, 如设计场地使用费等。
这类费用可直接归属于研究与开发部门, 分配方法可以参照图纸、打印等资料费用的做法, 根据设计产品的数量进行平均分配, 第j种产品的分配额为A6j。将根据研究与开发各成本动因分配的成本汇总, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的研究与开发费用为:
(二) 生产控制
生产控制作业中心又涉及到产品制造与质量控制两类作业。
1、产品制造。
在产品制造类作业中, 成本池中可能涉及到的主要的成本动因及相应的成本动因率分别为: (1) 原材料。即制造产品的直接材料, 一般是按照原材料的实际耗费直接计入某种产品的制造成本, 设第j种产品的原材料成本为B1j。 (2) 机器加工费用。应根据实际消耗的机器小时分配给各种产品, 若其分配率为y元∕台小时, 加工第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的累计台小时为bj, 则分配的机器加工费用为:B2j=ybj。 (3) 机器维修费用。应按实际维修小时数在各种产品间进行分配, 设分配给第j种产品的机器维修费用为B3j。 (4) 工人工资。若是计件工资应直接计入某种产品的成本;若是计时工资, 则应根据实际耗费的人工小时 (或天数) 在各种产品间进行分配。设第j种产品的人工工资成本为B4j。 (5) 其他摊销费用, 如制造场地使用费等。该类费用应按企业会计准则规定的摊销方法先按年度摊销, 计算出每年的摊销额;再将每年的摊销额根据实际产量在各种产品间进行分配。设分配给第j种产品的其他摊销费用为B5j。把产品制造类作业根据各成本动因分配的成本汇总, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 在制造过程中发生的费用为:
2、质量控制。
在产品质量控制类作业中, 成本池中涉及到的成本动因及相关的成本动因率有: (1) 检查费用。应按实际发生的检查批次和消耗的人力分配给各种产品, 若其分配率为z元∕批次人, 检查第j种产品 (j=1, 2, …, N) 发生的累计“批次人”为cj, 则分配的检查费用为:C1j=zcj。 (2) 检查设备折旧费。应按会计准则的要求采用年限平均法计算年折旧额, 每年的折旧额再根据检查的实际批次在各种产品之间进行分配, 设分配给第j种产品的检查设备折旧费为C2j。 (3) 其他摊销费用, 如质检场地使用费等。为了简化核算工作, 该类费用可以按照检查产品的实际批次平均分摊, 设第j种产品的负担额为C3j。汇总产品质量控制过程根据各成本动因分配的费用, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的质量控制成本为:
(三) 订货采购
在订货采购作业中心, 成本池中可能涉及到的成本动因主要有两种情况, 这类作业成本的分配相对比较简单。
1、采购订单处理费用。
一般按照订单实际处理次数在各种产品之间分配, 设分配给第j种产品的订单处理费为D1j。
2、采购前的市场调查咨询费用。
这类费用一般按原材料的实际采购数量或批次在各产品之间分配, 设第j种产品分担额为D2j。汇总订货采购作业中心按照各成本动因分配的费用, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的订货采购成本为:
(四) 市场需求预测与销售
在市场需求预测与销售作业中心, 成本池中可能涉及到的主要成本动因及相应的成本动因率分别为:
1、市场调研费用。
一般将这类费用直接计入销售产品的调研成本, 设第j种产品的市场调研费用为E1j。
2、销售订单处理费用。
与采购订单处理费用的分配方法类似, 一般根据销售订单实际处理次数在各种产品之间分配, 设分配给第j种产品的处理费为E2j。
3、市场推广和营销费用。
一般将该类费用直接计入销售产品的行销成本, 设第j种产品负担的行销成本为E3j。
把市场需求预测与销售作业中心根据各成本动因分配的成本汇总, 得到第种产品 (j=1, 2, …, N) 的市场需求预测与销售成本为:
(五) 库存与物流
库存与物流作业中心涉及到的成本动因及相应的成本动因率包括以下三个方面:
1、仓储费用。
应根据产品仓储占用的面积和仓储天数在各种产品之间进行分配, 即以“平方米/天”为分配标准, 设第种产品分配的仓储费用为F1j。
2、运输费用。
应根据产品运输的里程和使用的车辆数在各种产品之间进行分配, 即以“公里辆”为分配标准, 设第j种产品分配的运输费用为F2j。
3、人工搬运看管费用。
一般应根据产品实际耗费的搬运看管人工小时在各种产品之间进行分配, 即以“人/小时”为分配标准, 设第j种产品分配的该种费用为F3j。
汇总库存与物流作业中心按照各成本动因分配的费用, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的该类成本为:
(六) 售后服务与客户维护
在售后服务与客户维护作业中心, 成本池中可能涉及到的成本动因主要有以下两种情况:
1、维修人工费用。
一般应根据实际耗费的维修人工小时在各种产品之间进行分配, 即以“人/小时”为分配标准, 设第种产品分配的维修人工费用为G1j。
2、通讯费用。
为简化核算工作, 这类费用一般按已售出产品的批次或数量平均分配, 设第j种产品分配的通讯费用为G2j。
将售后服务与客户维护作业中心根据各成本动因分配的费用汇总, 得到第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的该类成本为:
(七) 其他可能涉及的费用
其他可能涉及的费用是指除以上各作业中心以外的财务作业和其他维持性作业所消耗的成本。财务作业的成本动因为资金成本, 比如企业为购买新的生产线从银行借入长期借款而发生的利息费用;其他维持性作业是指为了维持企业运转所必需的不能直接归属于某个作业中心的其他一切费用。虽然其成本动因相对较多, 但不必按照前述的成本动因法一一归类。上述两项成本可以加总后根据制造产品的数量平均分配, 设第j种产品 (j=1, 2, …, N) 负担的该类成本为Hj。
(八) 作业成本汇总
设第j种产品 (j=1, 2, …, N) 的年生产数量为TQj, 通过汇总每种产品按成本动因分配的成本费用, 并经进一步计算可以得到作业成本管理的两个重要信息:
1、每种产品的作业成本总额。即TCj=Aj+Bj+Cj+Dj+Ej+Fj+Gj+Hj, 其中:j=1, 2, …, N。
2、每种产品的单位作业成本。即TCj/TQj, 其中:j=1, 2, …, N。
四、结束语
先进制造系统的作业成本核算是现代制造企业实施作业成本预算与控制、产品定价、业绩考核的基础性工作, 也是现代制造企业实现财务管理精细化的关键环节之一。当然, 企业应根据自身的管理要求和先进制造系统的特点, 对作业中心的确定、成本动因的选择等方面进行适当的调整, 本文提出的只是先进制造系统作业成本核算的参考性框架。
摘要：文章在确定先进制造系统若干作业中心的基础上, 从作业成本动因分析入手, 按照产品的制造流程, 提出了先进制造系统作业成本核算的一个参考性框架。
AP1000主系统先进性分析 篇8
一、主系统及其主要特点
AP1000一回路主系统保留了现役传统压水堆的大部分设计特点，并对其进行了若干改进以提升系统的安全性和便于维修。主系统有2条分别包括1条热段和2条冷段的热传输回路(如图1所示)、1台蒸汽发生器及与之直接相连的2台主泵，取消了原先泵与蒸汽发生器之间连接的主管道。并对主系统的支承结构进行了简化，减少了核电厂在役期间的维修量，并使得维修更加方便，减少了工作人员辐照时间。反应堆冷却剂系统(RCS)提供阻止反应堆产生的放射性泄漏的屏障，保证核电厂在整个运行周期内能够保持高度的安全性和完整性。
二、主系统部件及主要改进点
1. 反应堆冷却剂泵
AP1000反应堆主泵是基于AP600的主泵设计改进的，采用了目前常用于核潜艇和核动力航母的屏蔽泵，改进后的主泵增加了飞轮，使失电后惰转时间更长。主泵的电机频率为60Hz，其目的在于增加主泵20%的转速，更大限度减小了主泵电机尺寸和重量。变频器降低了冷却剂冷态工况时对电机功率的要求，变频器可使主泵转速降低50%，这是主泵在低压低速运行的原因之一。每台蒸汽发生器下封头直接连接2台组泵，这样的布局可以取消掉蒸汽发生器到主泵之间的过渡段管道，减少了环路的流阻。简化了蒸汽发生器、主泵和管道的基座和支承。由于反应堆冷却剂泵取消了轴密封，消除了因密封失效而导致失水事故的可能性，提高了系统安全性，也减少了主泵的维修工作。由于采用屏蔽泵，取消了化容系统连续轴封注水要求，为化容系统的间断运行创造了条件。
2. 稳压器
AP1000稳压器基于成熟技术的传统设计。稳压器容积较同功率压水堆核电厂容积增加40%，增加至59.5m3，容积的增大使得稳压器增加了正常瞬态运行时的余量，使得化容系统的容控箱可以取消，不需要化容系统补水泵的连续运行，使核电厂能够更加可靠、安全地运行;AP1000稳压器波动管采用螺旋上升弯管代替原来传统压水堆核电的直管段加弯头的设计，避免水平管段，减小了由于正负波动产生温度变化所引起热疲劳损伤;波动管到热段管道有连续坡度，防止管道中积聚污水。
3. 蒸汽发生器
AP1000核电厂采用了2台典型的△-125蒸汽发生器。这种蒸汽发生器设计的可靠性是基于成熟的设计和一系列的设计改进。设计改进项包括：三角形节距扩孔管支撑板上采用690合金热处理传热管，由于690合金的总抗腐蚀性、抗一次侧水应力腐蚀裂纹和低的一次侧泄漏率，预期可减少一次侧放射性水平，传热管数量及传热面积分别增加至10025根、11477㎡，，管板上管子全深度液压膨胀，启动给水管入口不进入主给水环管，而单独设置喷头向蒸汽发生器供水，以防止发生水锤。改进了防震条工艺，一、二级汽水分离再热器升级改造，改进了维修设施，一次侧封头的设计更加便于检修工具的进出和维护保养。
4. 反应堆冷却剂主管道
每条环路由1根内径为787.4mm的热段管道(连接反应堆压力容器与蒸汽发生器)，2根内径为558.8mm的冷段管道(连接反应堆压力容器与反应堆主冷却剂泵)，热段和冷段流速分别增加至23m/s、20m/s。主管道采用一次锻造技术，管道整体无焊口，从而减少了系统运行阻力，使得系统的安全性得到大幅度的提升。热管是直管带带一段弯头，冷管段各带有一个大半径的弯管，可自补偿系统的冷热态的位移。
5. 设置压力容器直接注入管（DVI)
AP1000在反应堆压力容器与热管段垂直两侧设置压力容器直接注入管(DVI)，从而减少主管段上接口，比如：安注箱注入管、堆芯补水箱注入管、换料水箱注入管、正常余热排出系统注入管均连接到压力容器直接注入管(DVI)。减少主管段接口，便于主管段的加工制造、在役检查和维护。
6. 设置了自动泄压系统（ADS)
AP1000设置了自动泄压系统(ADS)，稳压器顶部安装有2组自动泄压阀系统，每组各有1、2、3级自动泄压阀，每个阀前又各设一个隔离阀。1、2和3级自动降压阀为直流电驱动的球阀。2组4级自动泄压阀分别与主管道的热管段相连接，4级自动降压阀由2台并联的爆破阀组成。第1级自动降压阀开启后，RCS系统压力下降至8.3MPa，第2、3级自动降压阀开启后，RCS系统压力下降至0.69MPa，加速堆芯补水箱(CMT)，的注入，第4级自动降压阀(爆破阀)开启后，RCS系统压力下降至0.09MPa，为了使换料水箱能够对RCS系统进行注入。
三、结论
AP1000主系统布置在吸纳了传统压水堆核电站运行多年的经验，经过重新设计改进后使得AP1000核电厂的系统结构大幅度简化，安全性能大幅度提高。反应堆冷却剂泵由于采用屏蔽泵的设计，使得泵体结构缩小，重量更轻，能够直接安装在每台蒸汽发生器的下封头上，使得主泵与蒸汽发生器能够利用同一个支承结构，大大简化了支承系统，为泵和蒸汽发生器的维护和检修提供了更大的作业空间，使得维护和检修更加方便，减少了工作人员由于维护和检修所受到辐照的时间，更加满足了ALARA原则。主泵吸水管口与蒸汽发生器的直接连接，避免了主管道的交叉跨接，减少了在小破口失水事故时期环路密封排汽所造成的堆芯裸露可能性。增大稳压器容积，可以取消化容系统容控箱，为化容系统的间断运行创造了条件。自动降压阀的设置取消了对快动作电动泄压阀的需要。
反应堆主系统这种简化紧凑的布局还具有以下优点：主管道简化、尽量短小，更加容易整体锻造。2个环路的2段冷段管道完全相同，且均带有弯管，弯管能够提供一条低阻力流道，可随热段管道的膨胀和收缩进行灵活调整，降低了不停堆检查的要求，使得系统更加满足先漏后破(LBB)的要求。使设计大为简化，进一步提高可维修性。简化后的主系统环路构造还大幅度减少了防甩动装置、减震器和支承的需求。
参考文献
[1]林诚格.《非能动安全先进核电厂AP1000》,原子能出版社.
先进设计系统 篇9
自20世纪80年代中后期德国学者提出异步电动机的直接转矩控制概念以来[1], 采用直接转矩控制的变频拖动技术取得了迅速的发展, 由于这种系统能够快速响应电动机的电磁转矩指令, 使调速系统的动态性能得到改善[2,3], 因而获得广泛的应用。而汽车测试装置中需要采用各种电力拖动系统, 如发动机测试、传动系统测试以及汽车尾气排放指标测试等, 高性能的电力拖动系统为适应汽车测试复杂工况提供了良好的手段, 突破了传统测功机主要模拟道路阻力和风阻的限制, 能够采用多种加载模式。
2 直接转矩控制简介
直接转矩控制是变频调速系统中继矢量控制技术之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机控制方式。它克服了矢量控制中使用电动机参数多以及控制特性受转子参数变化影响大的缺点, 使用电动机定子磁链和定子电流, 直接计算电动机的电磁转矩, 并由此构成转矩反馈, 形成闭环控制[4]。
直接转矩控制依据电动机T-Ⅱ型等效电路, 如图1所示。
在两相坐标系下, 异步电动机的定子与转子方程可表示为
采用定子磁链定向, 并控制使得Ψs=const, 则电磁转矩可以用下式来表示:
由于直接转矩控制不象矢量控制那样通过转子磁链定向实现磁链控制和转矩控制的解耦, 所以电磁转矩和定子磁链幅值之间是耦合的, 故设置了非线性控制器, 也成为“砰-砰”控制器, 实现电机磁链环和转矩环的控制。又由于采用定子磁链定向, 控制电压分量uTe到转矩Te之间的传递函数变得简化, 且转矩Te的响应正比于控制电压uTe, 响应速度快于以转子磁链定向的矢量控制。
采用直接转矩控制的变频调速系统在加减速或负载变化的动态过程中, 可以获得快速的转矩响应。
3 汽车测试系统
3.1测试系统的结构
汽车测试系统是一个综合的系统, 包括了发动机测试、变速器测试、传动性能测试、制动测试、尾气排放性能等项目, 系统的结构如图2所示。 可见, 在汽车测试中旋转动力来自于发动机, 通过离合器、变速器、差速器、传动轴一直传给负载单元, 由于汽车是静止的, 负载单元实现汽车运动惯量。除发动机测试外, 都可以用电力拖动系统代替发动机提供动力, 负载单元则用高性能电力拖动系统来模拟。
现在, 许多测试用汽车自动驾驶机器人执行[5], 由于测试工况繁复、耗时, 操作要求精准, 逐步淘汰了人工驾驶, 机器人根据要求精确地操作离合器、油门踏板、刹车或者变速器杆。
进行汽车测试要遵照国家有关测试技术标准来进行, 如汽车制动器测试, 国家标准QC/T479-1999《货车、客车制动器台架试验方法》和标准QC/T564-1999《轿车制动器台架试验方法》。尾气排放测试, 要按照GB18352.2-2001《轻型汽车污染物排放限值及测试方法》以及2005年颁布的GB18352.3-2005《轻型汽车污染物排放限值及测试方法 (中国III、IV阶段) 》。
先进汽车测试系统架构如图3所示。驱动单元实现驱动模式, 如发动机的各种工况, 其程序运行在专为测试开发的控制器1中。通过改变程序实现多种驱动模式。油门踏板和发动机其他输入都由测试系统控制。待测驱动单元通过转矩传感器与负载单元相连。负载单元是一套高性能电力拖动系统, 由直接转矩控制变频器、变频专用电机和控制器2组成。
3.2负载单元及汽车惯量模拟
由于汽车在测试台上处于静止状态, 要准确测量汽车有关参数, 必须要实现汽车惯量的模拟, 即图3中的负载单元, 这是汽车测试中的关键技术环节, 除此之外, 从图2中可以看出, 路谱状态也可以通过它实现。
传统的惯量模拟采用飞轮组构成的惯量盘系统, 其方法是根据测试汽车的质量选择大小不等的多个飞轮, 通过飞轮的组合匹配多种质量的汽车。使用这种方法虽然简便、在实际中应用较多, 但毕竟能够匹配的车型种类很有限, 与实际汽车误差较大, 其缺点主要有:
1) 飞轮一旦制造完成, 质量是固定的, 这就意味着它只能模拟几种特定型号的汽车, 往往还不准确, 如果车型变了, 惯量不容易匹配;
2) 大质量的飞轮设计和制造工艺水平要求较高, 加上多个离合器, 费用昂贵, 运输不便;
3) 飞轮的运用使得测试系统的噪声和振动加大, 飞轮储存的动能对于设备和人员的安全有一定的影响;
4) 使用惯性飞轮组的测试系统体积庞大, 安装和更换飞轮耗时耗力。
先进汽车测试系统要实现汽车机械惯量电模拟的控制技术。由物体的运动方程可知, 物体的惯量不同, 在施加同样的驱动转矩时, 产生的加速度是不同的, 大质量物体的加速度小, 加、减速过程都慢, 小质量的物体加速度大, 加、减速过程快, 这是由于物体在加速时提供与加速度成正比的负载。要实现惯量模拟, 必须使电机转速和加速度与具有真实汽车惯量的速度与加速度大小相等。所以用飞轮组实现的惯量同样可以由电力拖动系统适当控制来实现。以物体的加速过程为例, 进行转矩、转速分析, 如图4所示。假设汽车惯量大, 负载电机惯量小, 在加速过程中, 原动机作为负载电机的负载, 处于拖着负载电机转动的状态, 负载电机的速度应为负值, 又由于负载电机惯量小, 为了控制加速度, 负载电机必须施加与实际转速相反的转矩, 性质为阻转矩。由此可见, 负载电机输出转矩的精确控制是电惯量实现的关键。
从异步电动机的4象限运行理论分析, 在测试工况的加速过程中, 电机应运行在机械特性的第4象限, 即图5中的A点, 转矩与转速的方向正好相反。
又由于此时的实际转速大于其同步转速, 所以, 异步电动机运行在再生制动状态, 负载电机相当于一台异步发电机, 存在能量回馈的现象。电惯量能在一定范围内自由调节惯量的原因是实现适当大小的转矩补偿。
4 仿真研究
为了研究电惯量的控制技术, 构造如图6的仿真模型。电惯量电机及DTC驱动系统包括了变频专用电机和直接转矩控制拖动系统。图6中还使用了转轴模块, 用于连接驱动单元和负载单元, 它有两个输入信号, 分别是驱动单元转速和负载单元转速, 输出信号是通过转轴传输的转矩。电惯量控制模型是核心, 通过检测转矩和转速信号, 产生需要的控制信号[6]。
驱动电机的电流、转速、转矩和变频器1直流电压的仿真结果如图7所示。从图7b速度曲线上可以看出, 加速斜坡函数0.6 s加速到1 000r/min, 由于模拟的汽车惯量大, 速度曲线中的曲线2显示实际到1.5 s才加速到给定转速, 这是施加电惯量的效果, 整个加速过程平滑, 加速度得到有效控制。速度超调情况如图8所示, 根据读数可以计算转速超调量是1%, 振荡次数为0.5次, 稳态误差0.5%。
此外, 图9中变频器直流中间回路电压曲线 (图9d) 在加速过程中一直上升, 这一现象反应了在电惯量系统中电机运行在再生制动状态, 能量回馈使变频器直流中间电压升高, 最高接近360 V, 当加速过程完成后, 实际速度等于给定速度, 电压不再升高。
负载单元的仿真结果如图10所示。负载单元由直接转矩控制的变频器拖动变频电机, 根据电惯量控制规律运行。从图10中可见加速过程平稳, 加速曲线光滑, 加速到设定转速时没有明显的振荡, 稳速阶段运行平稳。由于施加了补偿转矩, 使加速度得到很好的控制。图10显示出负载电机的转速给定与实际转速的关系。由图10可见, 速度给定是随时间变化的, 在加速过程中, 实际转速始终大于给定转速, 这是由于给定转速由两部分构成, 其中与实际转速相差的部分恰恰是由于转矩补偿对应的转速, 在加速到驱动单元设定转速时, 电惯量系统速度给定等于实际转速, 即电惯量速度给定算法收敛于实际转速, 系统是稳定的。
5 结论
电惯量技术是先进汽车测试系统中关键技术, 通过精确的直接转矩控制, 对驱动轴施加适当的转矩补偿, 实现加速度的控制。建立了仿真模型, 通过仿真研究, 具有良好的加减速特性, 并且电惯量系统可以连续调节惯量, 与测试汽车精确匹配。
参考文献
[1]Depenbrock M.Direct Self Control (DSC) of Inverter FedInduction Machine[J].IEEE Transactions on Power Elec-tronics, 1988, 3 (4) :420-429.
[2]张岳, 王凤翔.直接转矩控制技术研究综述[J].微电机, 2007, 4 (9) :72-76.
[3]Antoni Arias, Luis Romeral, Emiliano Aldabas, et al.Sta-tor Flux Optimised Direct Torque Control System for In-duction Motors[J].Electric Power Systems Research, 2005, 73 (3) :257-265.
[4]杨耕, 罗应立.电机与运动控制系统[M].北京:清华大学出版社, 2006.
[5]薛金林, 张为公, 龚宗洋.汽车室内台架试验用驾驶机器人[J].汽车工程, 2007, 29 (10) :893-895.
先进设计系统 篇10
IBM ACS 先进布线系统简介
从产品角度来看，IBM ACS 提供了全面的电缆布线解决方案，它完全符合通用电缆布线的业界标准，为所有数据/语音/视频的安全应用提供了端到端接续。ACS系统创新概念使用户能定制他们的电缆布线基础设施，来满足当今网络要求的挑战，其设计支持最新应用，保证无差错操作。多年来，IBM ACS布线系统一直以产品质量和性能闻名，特别在Global Accounts中能够得到较高的认可。从服务角度来看，IBM作为IT服务的领头羊，结合多年的综合布线和网络服务经验，能够给客户很多建设性的建议，并同时搭建一个可靠的信息系统基础架构。
可靠的、高性能的综合布线系统能够为整个企业提供良好的信息传输平台，ACS 产品具有20年质量保证，保护客户长期投资，久经考验的解决方案，帮助降低风险、加快实施和减少故障停机时间。在实施工程中，将系统要求综合到端到端的解决方案中。
●项目介绍：
北京市政府大院是市政府所属各职能处室、机关党委和所有厅属单位的办公地。拥有快捷、方便、准确、可靠并且安全的信息网络是市政府大院改造工程的基本要求，而建设合理、经济、安全的结构化布线系统对政府院内各种服务中心信息的传输至关重要，尤其是各个系统互联及其他功能的实施更对布线系统提出了很高的要求。
除了电气连接可靠性要求外，由于近年来环保要求的严格和中国政府对办公建筑物消防和环保要求，在新的布线建设中要充分考虑采用环保材料的线缆管材。IBM ACS系统是中国市场最早注意该项应用要求的厂商之一，并积极为需求准备了相应产品，向中国市场提供铜缆和光缆各个型号的低烟无卤阻燃产品。由于北京市政府的特殊地位，在工程中我们提供了IBM全部环保级的产品。这也是未来重要建筑布线的发展趋势。
为今后带宽需求的增长考虑，本项目中采用主干光纤、六类到桌面的总体带宽介质设计，这样可以保证今后在桌面级使用1000Mbps的以太网线速连接到局域网络。而主干也有足够的多链路冗余或采用10Gbps的以太网链路。
●产品特点：
IBM卓越的人性化设计，周到的产品安全性考虑以及超越标准的电气传输性能指标，是我们进行布线选择的最佳对象。IBM产品线非常完整，种类细致，满足不同应用的细分场合。在这里我们概括介绍一下其产品体系总的特性表现。
1）所有产品均来自欧洲原装进口，保证品质和产品正宗。
2）所有模块均使用无焊点技术，相比有焊点模块，有效降低了由于模块焊点发热而带来的信号衰减；
3）所有接插件实现免工具安装，方便快捷，符合人性化安装；
4）符合各种布线标准，各项性能指标远远高于国际标准和国家标准；
5）独有的双层屏蔽设计，可以有效地抵御电磁污染，保证了信息传输的安全；
6）信息、语音传输介质完全相同，配线不必重复投资，符合经济效益；
7）多媒体模块设计，使得在日后的工作中对链路的调整简单方便；
8）独有的端口保护装置（跳线安全夹、数据安全锁），能有效地防止错插、误插；
9）模块化设计，实现了多种不同用途的模块同时安装在同一个配线架上，节省了成本和空间；
10）各个电缆系列的低烟无卤阻燃外皮设计，满足所有线缆环保环境要求。
综上所述，IBM ACS 布线产品显著地拥有其他品牌不具有的产品优势，是高端布线项目的首选商品。
●IBM ACS提供以下产品系列：
铜系列产品：性能超越Class D+和Cat.5e定义的100MHz标准。
银系列产品：提供优异的Class E/Cat.6解决方案，支持宽带达250MHz。
10G系列产品：一个可以使用屏蔽线缆的真正10G以太网完整方案。
金系列产品：通过独立线对屏蔽技术，提供目前最高性能的金系列解决方案，以实现ClassF/Cat.7草案的要求。
水晶系列：支持高宽带传输的光线解决方案，拥有丰富的光纤产品，精湛先进的光纤连接技术。
VS系列：采用简易，可靠的IDC端接技术，提供高密度的语音通信解决方案。
●系统设计：
在本次项目的实施方案中，北京今京西科技根据要求在市政府N1号楼和N2号楼设汇聚大机房，系统总设备间在N3号楼。在其他楼内分别设置管理设备间，根据点数多少设置机柜数量。内网全程使用6类屏蔽设备；外网为非屏蔽设备。室外部分的联络采用24/48芯单模室外光缆来实现楼宇互联。
在水平子系统，根据要求所有水平线缆采用符合LOSH低烟无卤层级别的六类双绞线，其中屏蔽系统采用六类双层屏蔽线缆(S-STP)，共有2,500个信息点；非屏蔽系统采用含十字骨架的六类非屏蔽线缆，共有2,300个信息点。水平部分光纤到桌面的光缆采用了2芯62.5/125室内低烟无卤多模光纤，共有80个信息点。
在管理子系统屏蔽网子配线间配置采用：六类16口屏蔽配线架，24口SC光纤配线架；非屏蔽网子配线间采用六类16口非屏蔽配线架，24口SC光纤配线架。配线间所有的六类跳线全部为低烟无卤外皮。
在垂直主干子系统里面，根据实际需要选择了6芯62.5/125低烟无卤多模光缆作为垂直主干，在同一根光缆中，邻近各根光纤之间几乎没有干扰、大大提高了网络可靠性，同时可使系统具备极高的升级能力，并可支持目前及将来先进的网络技术；为保证光纤链路的可靠性，所有光纤连接处均采用熔接技术。建筑群子系统在室外采用24/48芯单模室外光缆将机关26座楼连接起来，构成大院网络；其中接入层到汇聚层采用19根24芯光纤连接；汇聚层到核心主干层采用10根48芯光纤连接；核心层之间采用2根48芯光纤互联。总计：室外光纤为1032芯，约32公里。
先进设计系统 篇11
以故障诊断指导设备维修, 已成为司空见惯的设备管理技术途径。在初级阶段, 惯常的方法是设备坏什么就修什么, 决不逾越设计的规范。当某种零件故障多发时, 出现了自发的观点:能否更换为一种可以互换的但更可靠的新型零件。于是, 出现了自觉的先进维修理念。这样的事例比比皆是:舰艇的外壳受海水侵蚀而损坏。典型的维修是除锈、涂漆, 或者局部切除换新, 故障机理诊断认识到损坏的基本形式是腐蚀。一种先进维修方式产生出来, 从表面工程理论出发, 喷涂抗腐蚀材料, 大幅度地提高了壳体的抗腐蚀性能和寿命。锅炉及其管道在燃气中腐蚀严重, 典型的维修是切除换新。同样是从表面工程理论出发, 喷涂抗腐蚀材料, 大幅度地提高了锅炉的抗腐蚀性能和寿命。B国从Z国购买的某廉价装备, 甚至在尚未服役之前, 就请M国进行维修。因为M国的专家通过对该装备的故障机理诊断, 认识了该设备存在的某些零部件等缺陷, 通过维修以更优的零部件替换之并辅以更优的装配, 从而使该装备取得了比原先设计、制造的水平更优的性能和寿命。机械转子在制造时总是力求平衡的。但在使用中, 由于种种原因使得转子发生不平衡和强烈振动, 典型维修主要是在停机状态下对转子相应方位加减材料进行配平。但若干使用条件导致的不平衡是多变的, 以致上述配平维修无所适从。基于故障机理诊断和故障自愈理论, 实时监测振动的不平衡因素和据此进行主动控制的自动配平, 则免除了停机维修, 免除了无所适从, 实现了大幅度减小振动的先进维修效果。
二、故障诊断是先进维修的认识论基础
传统的检测技术和故障诊断技术虽然能够及时识别故障、及时报警、防止发展为重大事故, 却不能解决这个部件为何故障频发及如何维修。基于故障机理诊断而发展的诊断思想给出了答案。
故障机理诊断注重对客观机械装备的结构关系、力学环境和运行过程, 然后基于“结构完整性”理论进行综合分析, 研究内因也研究外因, 通过建立故障发生机理的物理模型, 研究故障信息的特征, 从而建立信息特征、故障现象与原因之间的联系, 作为基于确切的特征信息识别故障的基础。显然, 它强调所提取的信息与所关注的故障机理之间的对应关系, 就为了解故障原因准备了条件, 而若干仅凭对大量正常机器的信息和有故障机器的信息进行统计的模糊诊断则很难具备此能力。
基于故障机理诊断的系统工程理论, 笔者曾经成功地指导了某批机车驱动电机齿轮端轴承多发 (超温、损伤等) 故障的维修, 不是根据诊断报警的提示更换电机齿轮端损伤的轴承, 而是要求减小与电机齿轮啮合的另一条齿轮轴的滑动轴承的间隙。因为该齿轮与车轮均固定在该车轴上, 车轴滑动轴承的轴瓦与电机固连, 当按照电机在前而车轴在后的方向行车时, 车轮迫使车轴向电机轴靠近, 如果滑动轴承的间隙太大不足以限制车轴前移, 则部分牵引力就通过车轮齿轮和电机齿轮施加到电机轴承上。合理维修后, 甚至没有更换电机齿轮端的超温轴承, 也不再发生该轴承超温和损伤扩展的故障。
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