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在社會發(fā)展的多個領域,都能夠發(fā)現(xiàn)智能化技術的應用。智能化技術具有綜合性的特點,包含著多種學科內容,例如控制學。從字面的理解來看,智能化技術的實際應用是借助一定技術手段的實施,完成人工智能的機器操作目標,并且解決一些人力不能完成的問題。在較長時間的實踐應用中,智能化技術逐漸走向成熟,在各個社會領域發(fā)揮的作用更加明顯。在電氣工程領域,利用智能化技術實現(xiàn)較好的自動化控制,經過了較長時間實踐,應用了多方面的電氣工程內容,才得出了較強的實用性結論。因為智能化技術的應用術語屬于高端的計算機技術,所以,自動化控制工作中引入智能化技術,必須有一定的計算機理論基礎,否則將影響智能化技術的作用發(fā)揮。在智能化技術的不斷實踐應用中,極大提高了自動化控制系統(tǒng)的運行速度,較好改善了電氣自動化控制工作,降低了工作成本,減輕了工作壓力,實現(xiàn)了人力資源配置的合理優(yōu)化。
二、智能化技術的應用優(yōu)勢
(一)免去了控制模型的建立
在電氣工程的傳統(tǒng)工作中,自動化系統(tǒng)控制的實現(xiàn)必須有控制模型的建立。但是,在實際的操作中,被控制對象往往需要十分復雜的動態(tài)方程,這就影響了精確效果的獲得。由此,在設計對象模型的環(huán)節(jié)中,經常會遇到無法科學預測、無法準確估量的一系列困難。然而,智能化系統(tǒng)的出現(xiàn),使這些困難得到了較好解決,極大促進了工作效率的提升,同時對于一些不可控制的因素,也實現(xiàn)了較好的控制,大大提升了自動化控制器的準確性。
(二)實現(xiàn)了便捷的電氣系統(tǒng)控制
智能化控制器的實際應用實現(xiàn)了更加便捷的電氣系統(tǒng)控制,隨時都可以完成對系統(tǒng)控制程度的有效調整,極大提升了系統(tǒng)的整體工作性能,是對自動化控制順利實現(xiàn)的進一步保障。從這一項優(yōu)勢中就可以看到,和傳統(tǒng)的自動化控制器相比較,在任何條件下,智能化控制器都具有更加完善的調解控制功能,在電氣工程的自動化實踐應用中占據優(yōu)勢。
(三)實現(xiàn)了一致性的智能化控制
在自動化控制中的數據處理環(huán)節(jié),智能化控制器可以實現(xiàn)一致性的智能化控制,很好解決了不同數據的處理困難。而且,在自動化控制的標準執(zhí)行上,即使遇到陌生的數據,也依舊可以獲得具有較高準確度的估計。但是,如果發(fā)現(xiàn)智能化控制器在實際的應用中沒有發(fā)揮出理想的效果,一定要全面排查工程的各個細節(jié),細致地進行分析,不能盲目的否定智能化控制技術。
三、智能化技術的實踐應用
(一)系統(tǒng)病因診斷
在電氣工程診斷工作中,采用傳統(tǒng)的人工手段具有較強的復雜性,雖然對工作人員要求十分嚴格,但是也無法獲得較為準確的診斷病因。在電氣工程工作中,實現(xiàn)自動化控制的過程中經常會遇到一些如設備、數據等方面的問題,這是不可能避免的,采用傳統(tǒng)的人工診斷辦法不能確保病因處理的及時性,而且處理效果也不佳。但是,智能化技術的廣泛應用,使得自動化控制工作的診斷效率得到大幅度提升。而且,定時檢測診斷應用,有效避免了一些不必要的問題。
(二)系統(tǒng)設計優(yōu)化
在電氣工程發(fā)展中,傳統(tǒng)的工程設計需要工作人員進行多次重復的實驗操作和改良,而且,在這一工作過程中,對工作人員的工作素質也有著較高的要求,既需要工作人員掌握一定的專業(yè)設計知識,還需要工作人員能夠很好的將知識理論應用于實踐工作中。但是,在實際的設計工作中,工作人員往往不能做到全面的考慮,經常會漏掉一些具體的問題。所以,一旦發(fā)現(xiàn)復雜問題,很多情況下都不能做到及時解決。而智能化技術的出現(xiàn),較好解決了這一問題。設計工作可以借助于計算機網絡完成,也可以借助于相關的軟件完成,既保證了設計中數據的準確性,也實現(xiàn)了設計樣式的豐富化,更能夠做到對復雜問題的及時處理,較好保證了自動化控制的穩(wěn)定性。
(三)系統(tǒng)的自動化控制
在電氣工程中,智能化技術可以應用于多個控制環(huán)節(jié),能夠很好的實現(xiàn)整體性的自動化控制。智能化技術的主要控制工作是借助于三種手段實現(xiàn)的,一是模糊控制,二是專家系統(tǒng)控制,三是神經網絡控制。運用這三種控制手段,極大提升了自動化控制效率,使遠距離的自動化控制成為可能,增強了對電氣系統(tǒng)的運行反饋。特別是神經網絡控制,能夠實現(xiàn)算法的反向學習,在信號處理方面得到了較大應用。
四、結語
價值鏈的電子信息系統(tǒng)工程管理模式,主要根據工程規(guī)律,明確與核心業(yè)務能力各要素之間的相關性,不斷優(yōu)化管理體系,完善核心業(yè)務流程。
1.1價值鏈的企業(yè)組織結構
在構建電子信息系統(tǒng)工程管理模式中,首先進行識別其核心業(yè)務,結合保障業(yè)務,從而重新構建價值鏈,確保實施系統(tǒng)經營運作管理。按照價值鏈構建的組織模式,高級管理層、中級管理層、基層管理層組成有機整體,明確各個部門工作職責,實現(xiàn)管理價值的最大化。①管理體系結構。高級、中級、基層作為管理體系的主要層次。高級管理層站在企業(yè)整體角度上,統(tǒng)一管理整個企業(yè)運營情況,發(fā)揮制定企業(yè)管理方針的基本職能,從而制定符合實際的發(fā)展規(guī)劃,明確預先研制計劃,不同調整投資方案等。中級管理層的職能是針對不同的部門,依據總體經營目標,合理落實管理分指標,合理配置各項資源,明確各個部門的工作職責,并制定調控預案預防單位目標出現(xiàn)偏差?;鶎庸芾韺勇毮苁菄栏駡?zhí)行上級管理層的部署,在科研生產過程中,及時發(fā)現(xiàn)各項存在的問題,從而采取綜合解決方案。②領導者與各階層人員的協(xié)調。領導決策影響到企業(yè)的生存與發(fā)展,領導者與下級人員相互協(xié)調,才能形成高效的管理模式。因此,作為企業(yè)領導應該堅持與時俱進的工作理念,合理布置各項高任務,采用雙向溝通方式,正確處理與各個階層人員的關系行為。同時,鼓勵下級積極參與企業(yè)的決策,充分調動整體員工的工作積極性,保持有序高效的業(yè)務流程。
1.2企業(yè)組織的多項功能
電子信息系統(tǒng)工程組織管理層次分為國家、企業(yè)、項目等級別,企業(yè)技術研究部門的工作職能在于實現(xiàn)頂層設計,完成科研實體等。工程體系工程頂層設計示意,如圖2所示。電子信息系統(tǒng)工程管理模式集咨詢、管理、設計等功能為一體。咨詢功能主要是研究領域當代技術發(fā)展趨勢,基于我國基本國情,從而提出可行性的技術研制途徑,為國家各項決策與技術管理提供咨詢建議。管理功能的實踐基礎在于技術活動,對工程型號研制的管理與控制形成全方位的監(jiān)測。設計功能需要的承擔項目研制的總體設計任務,還有分系統(tǒng)的各項集成任務。
1.3形成高效的組織運作能力
管理的核心在于確保高效的組織運作能力,有機結合技術與管理,嚴格按照業(yè)務流程,進行整合組織框架與各項資源,形成資源共享的工作局面。管理的主要職能,需要保證組織的基本運作能力如下:①科學決策。在管理中,需要完善決策機構,提供各項支持決策技術,增強決策程序的規(guī)范性,落實各項規(guī)章制度,在運行中做到有章可循。②協(xié)調組織。各項企業(yè)工程需要組建各項組織機構,建立技術保障服務體系,協(xié)調發(fā)展科研和生產機構。各大型系統(tǒng)工程集中體現(xiàn)了多種科技成果,會涉及到不同的生產部門和技術領域,因此,相關單位必須協(xié)調合作,才能順利完成各項技術。③綜合管理。大型系統(tǒng)工程涉及到不同的部門與單位,需要高效協(xié)調技術研發(fā),合理配置資金運轉,才能實施多樣化的功能,形成協(xié)調管理模式,優(yōu)化整體效益。
1.4提升核心技術能力
核心技術能力在企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮主體作用,因此,在電子系統(tǒng)工程管理中應該將提升核心技術能力作為中心工作。核心技術能力主要體現(xiàn)如下:①國家級大型工程系統(tǒng)綜合技術能力。國家級大型工程系統(tǒng)作為一項復雜的系統(tǒng)工程,由不同大型功能系統(tǒng)組成。在此類型工程中,需要構建統(tǒng)體系結構,高效處理信息資源,形成資源共享工作局面,實現(xiàn)信息與工程任務關系等。其核心技術包括:系統(tǒng)技術指標系統(tǒng)、裝備改造技術、嵌入技術等。②部門級大型工程集成技術能力。部門級大型工程系統(tǒng)中需要確保傳輸網絡的快捷性能,合理審查與評估各功能系統(tǒng)方案等,掌握系統(tǒng)驗收工作,落實移交環(huán)節(jié)等。③戰(zhàn)術與技術轉換的總體技術的分解能力。在核心技術應用中,首先綜合深入分析用戶的需求,有機結合用戶的作戰(zhàn)需求與電子信息系統(tǒng)需求,充分協(xié)調工程系統(tǒng)的各分系統(tǒng),為決策系統(tǒng)提供設計技術方案。最終,利用多種技術手段,制定達到標準的目標工程系統(tǒng)。
1.5價值鏈電子信息系統(tǒng)工程管理核心環(huán)節(jié)
價值鏈電子信息系統(tǒng)工程管理的核心環(huán)節(jié),體現(xiàn)如下:①構建高效的組織管理體系。在電子信息系統(tǒng)工程組織實施過程中,需要保持相關部門的協(xié)調合作,因此,需要建立實用性的管理體系,及時解決組織實施過程中出現(xiàn)的各種問題。將價值鏈作為基礎的管理體系,有機結合單位的核心業(yè)務管理與工程管理,在科學管理的引導下,進行高效的工程研制,充分發(fā)揮核心技術應用優(yōu)勢,切實增強企業(yè)核心能力。②分析系統(tǒng)工程發(fā)展內在規(guī)律。電子系統(tǒng)工程在開發(fā)中大多以科學研究為指導,但是不同因素制約研制的進展。通過價值鏈理論,開展工程實踐,掌握系統(tǒng)工程核心要素的相關性,明確系統(tǒng)工程發(fā)展目標。③實現(xiàn)微觀管理方法。基于價值鏈理論,工程管理需要面對總價值,在各環(huán)節(jié)中產生相應價值。核心能力作為產生價值的內在因素,其關鍵目的在于提高產生價值的能力。目前,采用現(xiàn)代項目管理和共性技術管理、使用管理相結合的方法,如圖3所示。④重視經營運作管理因素,提高企業(yè)核心競爭力。管理功能在于實現(xiàn)高效的經營運作,構成有序的開發(fā)、服務流程。核心競爭力直接關系到企業(yè)的生存與發(fā)展,因此,可通過提高產品的價值保障、創(chuàng)新意識以及建設企業(yè)文化等途徑,切實提高企業(yè)核心競爭力。⑤構建符合價值鏈管理的業(yè)務流程。按照價值鏈特征,實施企業(yè)的業(yè)務流程,形成研發(fā)、保障、經營、服務等環(huán)環(huán)相扣的“價值鏈”。
2結束語
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【摘要】許多國家將交通、電力、通訊、倉儲等基礎設施稱為“社會間接資本”,其建設水平對吸引外商直接投資具有重要的影響。在承接產業(yè)梯度轉移中,長沙要加大基礎設施建設的投資力度,完善各項配套設施,進一步優(yōu)化投資環(huán)境。
【關鍵詞】許多國家將交通、電力、通訊、倉儲等基礎設施 稱為“社會間接資本”
【本頁關鍵詞】畢業(yè)論文 職稱論文 職稱論文寫作 本科論文寫作
【正文】
加快基礎設施建設,優(yōu)化長沙外商投資環(huán)境許多國家將交通、電力、通訊、倉儲等基礎設施稱為“社會間接資本”,其建設水平對吸引外商直接投資具有重要的影響。在承接產業(yè)梯度轉移中,長沙要加大基礎設施建設的投資力度,完善各項配套設施,進一步優(yōu)化投資環(huán)境。一是加快跨省市區(qū)的交通干線建設,尤其要重點打造連接粵、港、澳和出??焖偻ǖ?,提高與粵、港、澳和出海港口之間的人流、物流速度,降低運輸成本,為商品進出口和粵、港、澳地區(qū)出口導向和勞動密集型產業(yè)轉移創(chuàng)造條件。二是著力加強長株潭路網建設,建成長株高速、黃萍高速、長潭西線高速,形成長株潭高速外環(huán)。三是完善骨架干線,加快國省道、縣鄉(xiāng)道改造步伐,全面形成市區(qū)到縣(市) 、縣(市) 到轄區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)“一小時交通圈”。四是在水路方面,長沙市要大力提升航道等級,完善港口設施和碼頭功能及噸級結構。重點建設好霞凝新港工程, ,將其建成中國內陸最具影響力的現(xiàn)代化航運港口;配套建設好霞凝物流園區(qū),形成干支相通、通江達海的內河水上通道;加強與上海、中部口岸的“大通關”合作,積極探索區(qū)域通關改革,縮短長沙出海航程;五是著力加快市、縣(市) 、鄉(xiāng)(鎮(zhèn)) 三級客貨運站場建設,基本形成以公路主樞紐為中心,各縣(市) 、鄉(xiāng)(鎮(zhèn)) 為連接點的客貨運輸網絡;六是加快電力基礎設施建設,優(yōu)化水、火、電比例結構,加快推進地區(qū)性電網與省網相連促進區(qū)域間電力互補,使電力供應充足。
三、利用外資,促進長沙加工貿易的發(fā)展那么長沙如何利用外資,促進加工貿易的發(fā)展? 筆者認為可以采取下列政策措施:在貿易政策制訂的過程中將加工貿易的發(fā)展置于一個戰(zhàn)略的高度,重視和鼓勵其發(fā)展。在吸引加工貿易轉移方面制定較進取的策略,提供比珠三角和長三角更優(yōu)惠的引資條件,在政策、交通設施、電力和勞工等方面發(fā)揮長沙的吸引力,同時保持加工貿易政策的連續(xù)性和穩(wěn)定性,為產業(yè)轉移創(chuàng)造良好的外部發(fā)展環(huán)境。積極開展加工貿易招商,實施外資帶動,推動加工貿易實現(xiàn)大跨越和大突破。將產業(yè)招商與加工貿易招商項目緊密結合起來,重點吸引一批科技含量高、輻射帶動性強、發(fā)展前景好的“配套協(xié)作型”加工貿易龍頭項目,延長加工貿易的產業(yè)鏈,提高加工貿易產品的深加工和精加工程度,釋放加工貿易的輻射能力和聚集效應,促進加工貿易由低層次向高層次轉移。我市的農業(yè)資源和天然資源豐富,出口以糧食和其他原料等附加值較低的產品為主,如果能利用外資,大力發(fā)展配套的加工工業(yè),會有助于提升長沙的出口產品結構。充分發(fā)揮長沙在資源、人才、技術、交通等的比較優(yōu)勢,吸引跨國公司建設生產基地,設立研發(fā)中心和地區(qū)總部,更大范圍地聚集為跨國公司配套的加工制造商,形成大規(guī)模產業(yè)群。重點發(fā)展以IT為代表的關聯(lián)度大、技術含量高、輻射帶動強產品的加工貿易,不斷提高機電產品和高新技術產品比重。積極吸引和承接產業(yè)鏈中附加值更大的產品研發(fā)設計、生產制造、營銷、服務等環(huán)節(jié)的加工貿易。各區(qū)縣可結合本地實際,特別是結合本地的特色經濟,培育潛力大、前景好、競爭力強的加工貿易龍頭產業(yè),帶動上下游企業(yè)配套發(fā)展,逐步建立起加工貿易出口基地。積極利用長沙金霞海關保稅物流中心的優(yōu)勢,降低加工貿易企業(yè)的物流成本。長沙金霞保稅物流中心將實現(xiàn)保稅倉儲、國際物流配送、簡單加工和增值服務、進出口貿易和轉口貿易、口岸功能和退稅功能、物流信息處理等多項功能,集海關、檢驗檢疫、物流基地、金融服務等功能于一體。我市加工貿易企業(yè)可充分利用其政策優(yōu)勢,將深加工結轉產品直接出口到保稅物流中心,然后由下游企業(yè)從保稅物流中心進口,節(jié)約物流成本。
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1 河北地標編制的基本情況
河北地標是由河北省工業(yè)和信息化廳提出的,其編制計劃為河北省質量技術監(jiān)督局《關于下達2013年河北省地方標準制修訂項目計劃的通知》(冀質監(jiān)函 [2013]223號),項目承擔單位為農業(yè)部建材產品質量監(jiān)督檢驗測試中心(唐山)。
在煙氣脫硫方法按有無液相介入劃分的濕法、半干法、干法、電子束法和海水法等分類中,濕式鈣法脫硫在河北的應用企業(yè)較多,其脫硫劑主要包括石灰石粉和生石灰。這也與我省環(huán)保部門制定的《污染治理技術規(guī)范》相適應,該規(guī)范中要求200MW以上機組全部采用濕式鈣法或雙循環(huán)式鈣法脫硫工藝,其脫硫效率必須達到95%以上;同時要求200MW以下小型發(fā)電鍋爐逐步淘汰,且脫硫效率低于90%的半干法或循環(huán)流化床工藝也必須退出脫硫市場。
在我省,大多數發(fā)電廠的濕式鈣法煙氣脫硫系統(tǒng)均是直接購入石灰石粉用作吸收劑,這樣,脫硫系統(tǒng)占地面積小,工序簡單。由于煙氣脫硫裝置可以隨石灰石成分有一定的變化范圍,因此,對石灰石成分的要求的標準不一。但這種變化調節(jié)通常是以犧牲脫硫效率為代價的,為保證達到規(guī)定的脫硫效率,各脫硫公司多根據自己積累的運行經驗,對石灰石粉的成分指標提出自己的要求。如表1、表2、表3是三個不同企業(yè)不同時期對石灰石品質的要求。
標準起草組通過對國內外相關標準的現(xiàn)狀調研,然后參照我國現(xiàn)行的檢測技術規(guī)范[3]及重慶市煙氣脫硫(濕法)石灰石粉地方標準,討論確定了標準起草的思路和框架。又針對CaCO3、MgCO3、酸不溶物、反應活性等幾個重要技術指標,通過廣泛征求意見,研究界定了指標的限值。
2 河北地標與重慶地標的比較
2.1 產品等級劃分方式不同
重慶地標分等為優(yōu)等品、一等品、二等品;河北地標等級劃分為I級、II級、III級三個等級。雖有區(qū)別,但本質相同。
2.2 技術要求既有相同點也有不同點
重慶地標從項目上僅規(guī)定了外觀、氧化鈣含量、細度(0.063mm方孔篩篩余)和水分四項指標。河北地標除外觀、水分與重慶基本一致外,氧化鈣含量、細度指標均有明顯提高,且增加了MgCO3含量、酸不溶物指標,并要求報告反應速率(轉化分數達到0.8時所用時間)測定值。
2.3 氧化鈣或CaCO3含量區(qū)別較大
重慶地標氧化鈣含量按優(yōu)等品、一等品、二等品分別為≥50.4、≥49.5、≥47.5(換算成CaCO3含量分別為≥89.95、≥88.35、≥84.78)。相對于河北地標中CaCO3含量分別為≥94.0、≥92.0、≥90.0(換算成CaO含量分別為≥52.67、≥51.55、≥50.43)的要求是偏低的,客觀上有利于提高石灰石開采利用率。但就河北而言,多數脫硫企業(yè)面對嚴格的脫硫效率要求,普遍提出的CaCO3含量均在90.0%以上,并對影響脫硫效率的有害成分提出不同的限制要求。這也與石灰石資源豐富且低CaCO3含量石灰石利用方式較多的現(xiàn)狀,以及脫硫企業(yè)專業(yè)技術人員較缺乏的現(xiàn)實有關。更由于脫硫企業(yè)曾發(fā)生的多次堵管事故,而不得不改用高品位生石灰救急的負面影響,為平衡供需雙方關系,在編制標準時,我們支持了最低CaCO3含量在90.0%以上的要求。 [本文由WWw. dYlw.NE t提供,第 一論 文網專業(yè)寫作職稱論文和畢業(yè)論文以及服務,歡迎光臨]
2.4 河北地標增加了有害成分MgCO3和酸不溶物的限制要求
由于影響脫硫效率的石灰石粉品質因素主要包括:石灰石成礦年代、晶體結構、CaCO3含量、MgCO3含量、雜質含量(主要是不溶性的Al2O3、Fe2O3、Mn3O4及SiO2等酸不溶物)、粒徑(細度)有關。同時,石灰石所處運行環(huán)境的pH值、漿液中Cl-含量、Na+含量、F-含量、甲酸含量、漿液溫度、攪拌速率與攪拌強度、添加劑的質量與品種、CO2分壓、曝氣效果以及煙塵中的可溶性Al3+、Fe3+、Zn2+對反應活性影響也較大。
結合企業(yè)脫硫實踐和莊滬豐[4]、鐘毅[5]等人的研究,我們確定控制的化學成分包括CaCO3含量、MgCO3含量、酸不溶物。其意義在于:
2.4.1 反應活性和脫硫效率的要求
石灰石礦通常有三種存在形式:一是以方解石形式時,其石灰石含量較高,達98%,氧化鎂含量較低,對于石灰石-石膏來說是比較好的脫硫劑。二是以白云石形式存在時,其分子式為CaMg(CO3)2,這種石灰石是在地質變化過程中,鈣原子被告鎂原子代替自然形成的,而CaCO3與MgCO3是晶體間的力結合,其溶解度比CaCO3更低,對于石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)而言,在pH值為5.2條件下,幾乎沒有活性。三是兩種晶體結合物,既有單獨的石灰石晶體,也有以白云石形式存在的混合物。如果氧化鎂是以活性MgCO3形式存在時,而不是以CaMg(CO3)2形式存在時,煙氣脫硫用石灰石粉的活性也差別很大。由于石灰石品質是由CaO含量決定,石灰石純度越高,脫硫效果越好,因此需要對氧化鈣、氧化鎂含量、雜質含量(主要是不溶性的Al2O3、Fe2O3、Mn3O4及SiO2等酸不溶物)等加以規(guī)定。
2.4.2 運行控制和成本控制的要求
由于石灰石的成礦年代和CaCO3含量不同,其反應活性差異較大,CaCO3含量越高活性越大。而白云石比方解石的溶解速率低3~10倍,當石灰石純度較低或要求的石灰石利用率較高時,白云石等雜質會大大降低石灰石的溶解度。MgCO3含量過高時,還容易產生大量可溶性的MgSO3,從而減小SO2氣相擴散的化學反應推動力,嚴重影響脫硫化學反應的有效進行,且石灰石中CaCO3含量太低時會由于雜質較多而給運行帶來一些問題,造成吸收劑耗量和成本費用增加。
2.4.3 促進生成優(yōu)質脫硫石膏以便循環(huán)再利用的要求
煙氣脫硫石膏[6]標準中規(guī)定干基二水硫酸鈣含量分別不小于95%、90%、85%時劃分為三個等級。其余組分大多為未充分利用的石灰石中CaCO3。對于不能達到分級要求的脫硫產物,一般采用丟棄形式,廢液也隨廢水排放,從而會對環(huán)境造成新的污染。而造成脫硫石膏無法順利生成的原因除了運行中的各種因素以外,因石灰石品位過低造成的循環(huán)利用率不高也是重要原因。因此也需要控制石灰石中CaCO3含量在9 0%以上。
考慮到上述原因,我們根據匯總相關實驗數據,規(guī)定MgCO3和酸不溶物的限值分別為≤5.0和≤6.0。
2.5 兩地地標中細度指標要求也有差別
石灰石粉細度也是影響脫硫效率的一個重要因素。對于純度較高的石灰石,粒徑對反應活性的影響遠大于石灰石種類和成分的影響。反應接觸面很大程度上決定化學反應速率,石灰石粉越細,單位質量接觸面積越大。較細的石灰石顆粒各反應速率高,更快的吸收SO2氣體,脫硫效率及石灰石利用率較高。一般情況下,0.063mm篩余小于10%時,即可滿足脫硫時的粒徑要求。粒徑越細,越有利于氣液反應,提高SO2氣體吸收率。
重慶地方標準規(guī)定的是0.063mm篩余小于5.0%。而我省電廠通常采用325目篩(約0.045mm)手工干篩法測定并要求細度過篩率90%以上,即篩余小于10%。通過測定0.045mm、0.080mm負壓篩細度與0.063mm干篩細度相比,感覺干篩數值不穩(wěn)定,與負壓篩的波動有的數據不可靠。
鑒于水泥負壓篩析儀測定石灰石粉細度是成熟的方法,因此選用GB/T 1345-2005《水泥細度檢驗方法 篩析法》規(guī)定的45μm篩及其篩析方法,且規(guī)定45μm篩余≤10.0%。這個指標是綜合考慮以下因素而確定的:一是為保證反應活性滿足脫硫效率要求;二是為保證能源成本較低。由于現(xiàn)石灰石粉加工多為立式輥磨機或大型管磨機,均能在保證脫硫效率條件下兼顧經濟性,也基本符合實際脫硫時石灰石粉的粒徑情況。
2.6 河北地標中增加了反應速率指標
石灰石作為吸收劑的特性不僅包括其化學成分,主要也包括其反應活性,脫硫系統(tǒng)的堿量是通過石灰石粉的溶解來提供,吸收劑的活性影響到吸收劑的溶解度和溶解速度,是表示一種在酸性環(huán)境中的轉化特性。活性較高的石灰石在保持相同石灰石利用率的情況下,可以達到較高的SO2脫除效率。石灰石反應活性高,石灰石利用率也高。石灰石品質不同,對生產控制有很大的影響,因此,生產中要綜合考慮各個因素。
吸收劑的活性包含吸收劑種類、物化特性和與其反應的酸性環(huán)境。吸收劑的物化特性包括:純度、晶體結構、雜質含量、粒徑分布以及包括內表面(即孔隙率)在內的單位質量總表面積和堆積密度。對于石灰石粉,其反應活性的測試方法目前主要為反應速率法、MET法等兩種方法。反應速率法即固定pH值為5.5、反應溫度50℃和攪拌速度800r/min條件下的鹽酸滴定法,表征反應時間與耗酸量的關系。因為我國已有電力標準[7]就是采用該法表征石灰石粉反應活性的,因此我們引用了該方法標準,與現(xiàn)有標準相銜接,突出了做為吸收劑石灰石粉的性能特點。
影響石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝效率的因素,除了吸收劑本身質量如純度、粒度、雜質含量之外,過程控制質量、吸收塔工作環(huán)境、機組的煙氣參數,如溫度、SO2濃度、氧氣量、粉塵濃度等也不同程度的影響脫硫反應進程。
3 試驗方法的選擇
(1)CaCO3:河北地標中按GB/T 5762-2012或GB/T 3286.1-2012進行CaO含量的測定。有異議時,按GB/T 5762-2012進行。重慶地標采用GB/T 5762-2000中EDTA法測定CaO含量。因此方法基本一致。
(2)MgCO3含量:河北地標中按GB/T 5762或GB/T 3286.1進行MgO含量的測定。有異議時,按GB/T 5762進行。
(3)含水量:同樣為烘箱法。
(4)酸不溶物:河北地標中按JC/T 478.2-2013鹽酸法進行。
(5)反應速率:河北地標中按DL/T 943進行。
4 結束語
河北地標雖較重慶地標在某些技術指標要求上較為嚴格,但相信隨著脫硫技術裝備的進步和專業(yè)技術人員水平的提高,一定可以在不遠的將來把某些指標降到重慶地標水平,以更好地提高石灰石資源利用率。 [本文由WWw. dYlw.NE t提供,第 一論 文網專業(yè)寫作職稱論文和畢業(yè)論文以及服務,歡迎光臨]
參考文獻
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[6]中華人民共和國行業(yè)標準.JC/T 2074-2011.煙氣脫硫石膏.
一、網絡虛擬實驗室的建立
1.虛擬現(xiàn)實技術
虛擬現(xiàn)實VR( Virtual Reality) 是近幾年來信息技術迅速發(fā)展的產物, 畢業(yè)論文是一門在計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、多媒體技術和傳感技術的基礎上發(fā)展起來的交叉學科。其基本方法和目標是集成并利用高性能的計算機軟硬件及各類傳感器創(chuàng)建一個使參與者處于身臨其境的、具有完善的交互能力、能幫助和啟發(fā)構思的信息環(huán)境, 即讓用戶在人工合成的環(huán)境里獲得角色的體驗。
虛擬現(xiàn)實具有三個基本特征。沉浸性, 是指觀察者對虛擬世界的情感反映, 這種感覺能使用戶全方位地投入這個虛擬世界, 這是虛擬現(xiàn)實的首要特征。交互性, 是指虛擬現(xiàn)實是一個開放的環(huán)境, 能對用戶的輸入作出響應, 并能通過監(jiān)控裝置來影響用戶和被用戶影響。想象性, 是指虛擬現(xiàn)實不僅是一個媒體、一個高級用戶界面, 還是一個應用系統(tǒng), 它以生動形象的形式反映設計者的思想。虛擬現(xiàn)實的三個基本特征強調了人在這個系統(tǒng)中的主導作用。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)按其功能不同, 可以分為三種類型: 沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。其中,桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是運用軟件編程方法在顯示器上顯示三維場景, 用戶通過鍵盤、鼠標等設備與虛擬場景交互, 它的特點是結構簡單、成本較低, 易于推廣。
2.網絡虛擬實驗室
所謂網絡虛擬實驗室, 是指利用區(qū)域網或互聯(lián)網, 由虛擬現(xiàn)實技術生成的一類適于進行虛擬實驗的實驗系統(tǒng), 包括相應的實驗室環(huán)境、有關的實驗儀器設備、實驗對象及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現(xiàn)實實驗室的真實實現(xiàn), 也可以是虛擬構想的實驗室, 虛擬實驗通過虛擬實驗室進行。在虛擬實驗中, 實驗者有逼真的感覺, 有身臨其境的感受, 好像是真正在現(xiàn)實實驗室里近距離進行現(xiàn)場操作。在虛擬實驗中, 沒有一個有形的實驗室, 也沒有以實物形態(tài)存在的實驗工具與實驗對象, 實驗過程主要是對虛擬物的操作。
3.計算機專業(yè)虛擬實驗室的創(chuàng)建
構建專業(yè)虛擬實驗室, 其實就是搭建一個網絡平臺系統(tǒng), 包括硬件、軟件及管理三個方面。在硬件上,
目前各校都建立了校園網絡并接入了互聯(lián)網, 這些基礎設施基本可以滿足需求, 不需要太多的投入。在軟件方面, 一個是實驗室平臺軟件系統(tǒng)的開發(fā), 它與網站建設相聯(lián)系; 另一個是網站的內容( 實驗內容) 建設, 這是實驗室建設的關鍵。虛擬實驗室應有可以做的實驗來支撐, 不然軟件平臺就是一個空架子, 形同虛設。同時, 該平臺上還應有實驗管理的支持, 對實驗儀器、實驗報告、實驗指導、實驗成績及網上答疑等進行有效管理, 并對虛擬實驗室進行監(jiān)控, 計算機網絡虛擬實驗室系統(tǒng)各模塊的主要功能如下。
( 1) 實驗管理模塊, 由學生管理、教師管理、儀器管理和學生成績管理等組成。碩士論文在學生管理方面, 學生通過瀏覽器進行注冊登錄, 登陸成功后可瀏覽實驗項目, 查看實驗的詳細資料, 預約實驗項目及做實驗的時間, 在線發(fā)送和接受消息, 進行問題討論, 進行實驗登記, 實驗完成后可通過網絡寫實驗報告并提交報告。教師管理方面, 可對實驗內容添加、修改、整理、刪除, 對學生提交的實驗報告列表, 批改實驗報告, 填寫評語和成績, 提交批改結果, 與學生進行討論。儀器管理方面, 對新設計開發(fā)的虛擬儀器上傳并進行分類整理, 以便實驗使用。成績管理方面對學生的實驗情況( 實驗次數、實驗報告及完成情況) 給出成績, 并進行統(tǒng)計分析及提供查詢等。
( 2) 儀器展示模塊, 對虛擬實驗室可用虛擬元器件、虛擬儀器設備分門別類地進行管理, 以圖形的方式直觀呈現(xiàn)出來, 供學生在實驗時進行選擇。
( 3) 實驗指導模塊, 包括實驗介紹、實驗方法、實驗項目的重點及難點、實驗目的、實驗原理、實驗準備、實驗任務、實驗過程、實驗報告的要求及實驗應注意的事項等。
( 4) 實驗報告模塊, 主要對學生完成實驗后, 提供相關的實驗報告模板, 供學生下載, 由學生填寫相關內容以及實驗的結果, 完成后上傳電子版實驗報告, 由教師進行批閱, 并進行記載。
( 5) 實驗答疑模塊, 由專業(yè)教師對學生實驗中出現(xiàn)的疑難問題進行及時解答, 幫助學生順利通過實驗。同時了解學生對實驗的掌握程度, 并及時反饋、調整教學。
( 6) 論壇交流模塊, 教師和學生可以通過論壇進行充分的交流, 學生可以將實驗中的收獲、經驗和體會及問題到論壇上, 教師可以將一些典型的問題提出來, 供大家探討。學生在這樣寬松的環(huán)境下發(fā)表自己的見解, 教師從中可以得到及時的實驗教學反饋信息, 以便整改。
( 7) 虛擬實驗模塊, 是虛擬實驗室建設的重要部分。學生通過該模塊進行虛擬實驗, 醫(yī)學論文以達到鞏固強化知識的目的。該模塊內容根據專業(yè)學習的具體情況及實驗建設條件, 可不斷增加。計算機專業(yè)網絡虛擬實驗室系統(tǒng)的建設, 可以引入其他學校的虛擬實驗室中。這種方式比較簡單, 容易實現(xiàn), 見效較快。但需要投入較多的軟件購置費用,同時也需要結合本校的實際情況進行一些調整, 有一個磨合期。另一種是因地制宜, 自主開發(fā)。根據本校的實際教學和實驗情況, 結合學生的實際水平, 由任課教師或聘請部分專家組成開發(fā)小組, 進行一系列的虛擬實驗項目的開發(fā)研究, 并將研究的成果連接到虛擬實驗室中, 逐漸擴充直至完善。這種方式比較靈活, 能充分發(fā)揮教師的積極性, 能有針對性地進行設計開發(fā), 適合學生的實際情況, 學生容易接受, 并且經費投入較少。缺點是開發(fā)周期較長, 系統(tǒng)性不夠, 水平有限。也可以將上述兩種方式結合起來, 一是引入、購置部分自己不宜開發(fā)的實驗項目, 二是結合自身的優(yōu)勢和長處開發(fā)一些實驗項目, 如非交互性的、演示性的虛擬實驗項目等。
二、加強網絡虛擬實驗室的管理
1.加強用戶管理, 為每個學生分配賬號。對學生進入虛擬實驗室, 使用實驗室做虛擬實驗等進行登記保存。鼓勵學生經常訪問虛擬實驗室, 在上面提出問題、發(fā)表見解, 做好實驗, 努力提高虛擬實驗室的人氣。
2.全天候開放虛擬實驗室。學生可以隨時進入虛擬實驗實自己動手組織實驗, 自己設計實驗方案, 動手完成實驗, 整理和總結實驗數據, 職稱論文提交實驗報告, 培養(yǎng)學生的分析能力和創(chuàng)新能力, 逐步向以“學生為中心”的自主個性發(fā)展模式轉變。
3.組織專業(yè)教師網上指導與答疑, 參與論壇討論交流, 及時批改實驗報告, 為學生順利完成實驗提供服務。在虛擬實驗室中, 教師應對學生提出的疑問盡快給出幫助和解答, 并進行必要的指導。在實驗室論壇上發(fā)表觀點, 提出問題讓學生思考, 使師生在虛擬實驗室中有較強的互動性, 教師應充當好學生實驗的合作者和知識的建構者的角色。
4. 對學生在虛擬實驗室的表現(xiàn)及實驗效果進行
評價。針對學生每一門課程的虛擬實驗完成情況、實驗報告、網上提問、論壇發(fā)帖的情況, 給學生一個成績和評價, 反饋給學生, 英語論文并與該課程的正常實物實驗一起記入實驗總分。教師也要在對學生評價的同時, 征求學生對虛擬實驗室的意見, 對學生反饋的信息進行整改。
計算機網絡虛擬實驗室的建立, 可以很好地解決目前硬件設備跟不上實驗的要求、學生實驗時間不夠用等問題, 對于提高學生的動手能力、分析問題和解決實際問題的能力具有非常重要的意義。但在具體應用中還要注意處理好“虛擬實驗”和“實物實驗”的關系, 不能一味地強調虛擬實驗, 要“虛實”結合, 既相互補充, 又各有側重, 這樣才能取得很好的實驗教學效果。同時, 在虛擬實驗中要注意培養(yǎng)學生嚴謹的、一絲不茍的科學實驗作風。
參考文獻
[ 1] 王嗣源.虛擬實驗室建設的初步探討.西安郵電學院學報, 2005( 4) .
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關鍵詞:計算機應用;裝配規(guī)劃;綜述;虛擬現(xiàn)實;軟計算;協(xié)同裝配
裝配是產品生命周期的重要環(huán)節(jié),是實現(xiàn)產品功能的主要過程。寫作畢業(yè)論文裝配成本占產品制造成本40%~50%,裝配自動化一直是制造自動化中的瓶頸問題。裝配規(guī)劃是在給定產品與相關制造資源的完整描述前提下,得到產品詳細的裝配方案的過程,對指導產品可裝配性設計、提高產品裝配質量和降低裝配成本具有重要意義。產品的裝配規(guī)劃通常需要得到零部件的裝配序列、裝配路徑、使用的工裝夾具和裝配時間等內容[1]~[3]。
較早的傳統(tǒng)裝配規(guī)劃采用人工方式,工藝人員根據設計圖紙和技術文檔,通過分析產品裝配圖中零件的幾何形狀和位置關系,必要時再和設計人員進行討論,進一步明確設計者的真正意圖,利用自己的經驗和知識規(guī)劃出產品的裝配方案。這種方法工作量大、效率低,且難于保證裝配方案的經濟性。
隨著計算機集成制造CIMS和并行工程CE技術的發(fā)展和應用,一方面對裝配相關的設計技術提出了計算機化的要求,以提高和產品開發(fā)過程中其他環(huán)節(jié)的集成化程度。另一方面要求裝配方案的優(yōu)化以降低成本和縮短規(guī)劃時間以加快產品開發(fā)進程。受“需求牽引”和“技術推動”兩方面的影響,80年代初,出現(xiàn)了對計算機輔助裝配規(guī)劃(ComputerAidedAssemblyPlanning,CAAP)技術的研究。到目前為止,CAAP經歷了幾個不同的發(fā)展階段,出現(xiàn)了4種代表性的方法,按照出現(xiàn)的時間順序及方法的特點,筆者將其歸結為經典裝配規(guī)劃方法、虛擬裝配規(guī)劃方法、裝配規(guī)劃軟計算方法和協(xié)同裝配規(guī)劃方法。
1經典裝配規(guī)劃方法
早期CAAP的研究側重于裝配序列的規(guī)劃,以產品CAD裝配模型為基礎,寫作碩士論文一般采用幾何推理的方法,通過產品裝配建模、裝配序列推理和表達以及裝配序列評價和選擇為產品面向裝配的設計和裝配工藝規(guī)劃提供指導和支持,其過程通常如圖1所示。
1.1產品裝配建模
產品裝配模型是裝配規(guī)劃的基礎,為裝配規(guī)劃提供裝配體和零部件的相關信息。常用的裝配信息表達模型可分為圖模型和矩陣模型。法國學者Bourjauct提出了聯(lián)系圖模型[4],將零件之間的物理接觸關系定義為聯(lián)系即裝配關系,圖中的節(jié)點對應零件,邊表示所連接的零件間至少有一種裝配關系。關系模型[5]進一步區(qū)分了零件之間的接觸關系和聯(lián)接關系,圖中包含3種實體類型:零件、接觸和聯(lián)接,邊表達了實體間的關系。產品等級裝配模型[6]將裝配體看成具有層次結構性,即裝配體可以分解為子裝配體,子裝配體又可分解為下級子裝配體和零件的集合,以此表達產品的裝配組成。
矩陣比圖易于計算機表達和實現(xiàn)。Dini和Santochi[7]利用干涉矩陣、接觸矩陣和連接矩陣表達產品,干涉矩陣描述了零部件間沿坐標軸方向裝配時相互間的干涉情況,接觸矩陣描述了零部件間的物理接觸狀態(tài),連接矩陣描述了零部件間的連接類型。為減少矩陣的數量,Huang[8]等把6個干涉矩陣合并為一個拆卸矩陣,集成的表達零部件間沿坐標軸方向的干涉情況。
1.2裝配序列推理和表達
基于聯(lián)系圖模型,Bourjauct采用人機交互“問答式”方法獲取裝配優(yōu)先約束關系[4],寫作醫(yī)學論文隨后DeFazio和Whitney[9],Baldwin[10]等人的工作進一步較少了需要由用戶回答問題的數量,然后通過對裝配優(yōu)約束關系進行推理得到聯(lián)絡建立優(yōu)先關系的層次模型表達產品的裝配序列。
“割集”法是基于拆卸策略的裝配規(guī)劃中通常采用的圖論算法。HomemdeMell和Sanderson[5]通過對產品聯(lián)接圖進行縮并,利用“割集”算法對聯(lián)接圖進行循環(huán)分解,生成所有可能的子裝配體,直到不可再分。并提出了裝配序列的AND/OR圖表達方法,圖中的節(jié)點對應裝配過程中的子裝配體或零件,超弧表達將子裝配體或零件聯(lián)接在一起形成更大子裝配體的裝配操作。因為“割集”算法的計算復雜性為O(3N)(N為零件個數),因此,對于復雜產品的裝配順序規(guī)劃存在指數爆炸問題,這是難以讓人接受的。
1.3裝配序列評價和選擇
裝配序列的選擇對裝配線設計、裝配成本、裝配設備選擇有很大影響,寫作職稱論文而評價是選擇的基礎。裝配序列的評價可分為定性和定量兩方面因素[11]~[13],定性因素主要考慮的有裝配方向換向的頻度、子裝配體的穩(wěn)定性和安全性、裝配操作任務間的并行性、子裝配體的結合性和模塊性、緊固件的裝配、零件的聚合等。定量因素主要考慮的有整個裝配時間(包括子裝配體的操作時間、運輸時間等)、整個裝配成本(包括勞動成本、夾緊和加工成本)、產品在裝配中再定位的次數、夾具的數目、操作者的數目、機器人手爪的數目、工作臺的數目等。
更多的經典裝配規(guī)劃方法研究文獻可以參見TexasA&M大學Wolter教授的“AssemblyPlanningBibliography”[14],其中收集了自1980年起近15年經典裝配規(guī)劃方法的相關研究。經典方法一般表達出全部的序列解空間,這使它可能從中找出最優(yōu)的裝配序列,但隨著產品中零件數量的增加,解空間的組合爆炸給序列的存儲、選優(yōu)帶來極大困難;且序列的幾何推理方法不易融入人類的裝配知識,難免產生眾多幾何可行但工藝不可行的序列結果。
2虛擬裝配規(guī)劃方法
虛擬現(xiàn)實技術為裝配規(guī)劃的“人-機”協(xié)同工作提供了契機。虛擬裝配是指由操作者通過數據手套和三維立體顯示設備直接三維操作虛擬零部件來模擬裝配/拆卸過程,無需產品或支撐過程的物理實現(xiàn),通過分析、先驗模型、可視化和數據表達等手段,利用計算機工具來安排或輔助與裝配有關的工程決策[15]。虛擬裝配過程中,人機可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢,即人通過直覺/裝配經驗和知識決定產品的裝配過程,但不能精確地判斷當前所有可能裝配的零件,也不太可能準確判定裝配某一零件后裝配體的穩(wěn)定性等因素,而通過一定算法和規(guī)則實現(xiàn)的機器智能剛好彌補人的不足。虛擬裝配方法得到的不僅僅是零件的順序,還可以包括零件路徑、裝配工具、夾具和工作臺等信息。圖2為虛擬裝配規(guī)劃的工作步驟。
國外虛擬裝配規(guī)劃的研究以沉浸式虛擬裝配環(huán)境VADE[16],[17](VirtualAssemblyDesignEnvironment)為代表,寫作英語論文通過建立一個裝配規(guī)劃和評價的虛擬環(huán)境來探索運用虛擬現(xiàn)實技術進行設計、制造的潛在技術可能性,為機械系統(tǒng)裝配體的規(guī)劃、評價和驗證提供支持。在虛擬環(huán)境中,利用提取并導入的CAD系統(tǒng)產生的裝配約束信息引導裝配過程;通過引入了質量、慣性和加速度等物理屬性,基于物理特性進行裝配建模,逼真地模擬真實裝配環(huán)境;支持雙手的靈活裝配和操作;記錄虛擬裝配過程中產生的掃體積和路徑信息并可進行編輯;建立了工具/零件/人相互作用模型,支持裝配工具在虛擬裝配環(huán)境中的運用。
國內管強等[18]將虛擬現(xiàn)實技術與面向裝配設計的理論相結合,建立了一個虛擬環(huán)境下的面
向裝配設計系統(tǒng)(VirDFA)。萬華根等[19]建立了一個具有多通道界面的虛擬設計與虛擬裝配系統(tǒng)(VDVAS),通過直接三維操作和語音命令方便地對零件進行交互拆裝以建立零件的裝配順序和裝配路徑等裝配信息。在面向過程與歷史的虛擬設計與裝配環(huán)境(VIRDAS)中,張樹有等[20]通過識別裝配關系進行裝配運動的導航,實現(xiàn)虛擬拆卸/裝配順序規(guī)劃、虛擬裝配分析。從集成的觀點出發(fā),姚珺等[21]提出面向產品設計全過程的虛擬裝配體系結構,從方案設計、結構設計和裝配工藝設計3個層次上分階段地對產品可裝配性進行分析與評價。田豐等[22]提出一個面向虛擬裝配的三維交互平臺(VAT),簡化了虛擬裝配應用系統(tǒng)的構造,便于應用的快速生成。
應用虛擬現(xiàn)實環(huán)境開展裝配規(guī)劃,提供了一種新的思路和工具。但是,虛擬環(huán)境的構建需要較大資金的軟硬件投入,另外,虛擬現(xiàn)實技術本身(如圖形的高速刷新)及其相關硬件技術(如力觸覺設備)的不成熟使得虛擬裝配的研究仍處于探索階段。
3裝配規(guī)劃軟計算方法
1994年,Zadeh教授將模糊邏輯與智能技術結合起來,提出了軟計算方法(softcomputing)[23]。軟計算以模糊邏輯、神經網絡和概率推理為基礎,不追求問題的精確解,以近似性和不確定性為主要特征,所得到的是精確或不精確問題的近似解。為避免組合爆炸同時又能得到較優(yōu)的裝配規(guī)劃方案,近來,基于建模、表達和尋優(yōu)一體化的裝配規(guī)劃軟計算方法得到廣泛關注。
3.1裝配規(guī)劃神經網絡方法
神經網絡是模擬人類形象思維的一種人工智能方法,它是由大量神經元廣泛互連而成的復雜網絡系統(tǒng),寫作留學生論文單一神經元可以有許多輸入、輸出,神經元之間的相互作用通過連接的權值體現(xiàn),神經元的輸出是其輸入的函數。若將優(yōu)化計算問題的目標函數與網絡某種狀態(tài)函數(通常稱網絡能量函數)對應起來,網絡動態(tài)向能量函數極小值方向移動的過程就可視作優(yōu)化問題的求解過程,穩(wěn)態(tài)點則是優(yōu)化問題的局部或全局最優(yōu)解。
Hong和Cho[24]用于機器人裝配順序優(yōu)化的Hopfiled神經網絡中,考慮裝配約束、子裝配體穩(wěn)定性和裝配方向改變等因素建立網絡的能量方程,基于優(yōu)先約束推理和專家系統(tǒng)提供的裝配成本驅動網絡的進化方程得到優(yōu)化的序列。但由于神經網絡缺乏全局搜索能力,計算結果顯示,該方法容易產生不優(yōu)化的裝配順序,且常常只能得到一個局部最優(yōu)的裝配序列。另外,參數選擇和初始條件對網絡的靈敏度影響大;神經網絡在應用前須進行訓練,而訓練時要由專家提供較多可行的順序作為樣本。而樣本可能是針對某種類型的產品,對其它類型的產品則不一定適用,該方法的應用范圍窄。
3.2裝配規(guī)劃模擬退火算法
模擬退火算法源于固體退火思想,將一個優(yōu)化問題比擬成一個熱力學系統(tǒng),將目標函數比擬為系統(tǒng)的能量,將優(yōu)化求解過程比擬成系統(tǒng)逐步降溫以達到最低能量狀態(tài)的退火過程,通過模擬固體的退火過程獲得優(yōu)化問題的全局最優(yōu)解。
Saeid等[25]利用模擬退火算法進行裝配序列規(guī)劃時,根據產品裝配模型獲得裝配優(yōu)先關系,將裝配過程總裝配時間和重定向次數運用多屬性應用理論組合成單一目標函數,作為裝配序列優(yōu)化的評價函數。Hong和Cho[26]將裝配約束和裝配過程的成本映射為裝配序列能量函數,利用模擬退火算法使裝配序列能量函數擾動地逐步減小,經過多次迭代,直到能量函數不再變化為止,最后得到具有最小裝配成本的裝配序列。作者將該方法應用到一個電子繼電器裝配體上,并將其性能與利用神經網絡[24]的裝配規(guī)劃方法進行了比較,結果顯示基于模擬退火的裝配序列優(yōu)化方法可以產生較好的裝配序列并且在運算時間上優(yōu)于人工神經網絡方法。
模擬退火算法具有較強的局部搜索能力,并能使搜索過程避免陷入局部最優(yōu),但模擬退火算法對整個搜索空間的狀況了解不多,不能使搜索過程進入最有希望的搜索區(qū)域,從而使得算法的運算效率不高。
3.3裝配規(guī)劃遺傳算法
在眾多軟計算方法中,遺傳算法得到了眾多研究者的重視。寫作工作總結遺傳算法是模仿生物自然選擇和遺傳機制的隨機搜索算法,它將問題的可能解組成種群,將每一個可能的解看作種群的個體,從一組隨機給定的初始種群開始,持續(xù)在整個種群空間內隨機搜索,按照一定的評估策略即適應度函數對每一個體進行評價,不斷通過復制、交叉、變異等遺傳算子的作用,使種群在適應度函數的約束下不斷進化,算法終止時得到最優(yōu)/次最優(yōu)的問題解。圖3為裝配規(guī)劃遺傳算法的一般流程。
裝配規(guī)劃遺傳算法的研究重點集中于設計裝配序列的基因編碼方式以包含更多的裝配過程信息、設計基因操作的形式和改進遺傳算法的局部搜索能力上。Lazzerini等[27]的分段編碼遺傳算法中,將染色體分為3段編碼,第1段表示參與裝配的零件編號,第2段表示零件的可行裝配方向,第3段表示裝配工具,從而使染色體包含了部分工藝信息。為了提高算法的性能,文中將裝配體分解為子裝配體進行裝配,減少了參加裝配序列規(guī)劃的零件數目;Guan等[28]采用基因團編碼方式,一個基因團表達一個零件的裝配操作,由被裝配零件號裝配元、裝配工具裝配元、裝配方向裝配元和裝配類型裝配元組成。在擴大采樣空間選擇下一代種群的基礎上,通過交叉和多層次變異實現(xiàn)裝配序列并行優(yōu)化。廖小云和陳湘鳳[29]在裝配序列規(guī)劃遺傳算法中設計了復制、交叉、變異、剪貼和斷連5種遺傳算子尋找裝配序列優(yōu)化解。在Smith等[30]的增強型遺傳算法中,選擇下一代個體并不完全依靠適應度,而是先把一定數量較優(yōu)的個體復制到下一代,將適應度低但幾何可行的序列用于繼續(xù)產生序列,直到滿足下一代種群中序列個數的需求,從而使算法能跳出局部最優(yōu)點,在全局范圍內搜索最優(yōu)解。
理論上,找到全局最優(yōu)裝配序列要求參加演化計算的種群規(guī)模要足夠大,迭代次數要無限
多,但在計算資源和時間限制下是達不到要求的。因此,遺傳算法求解裝配規(guī)劃問題的效率和結果依賴于初始種群規(guī)模及其質量、遺傳算子及其操作概率等因素。
4協(xié)同裝配規(guī)劃方法
裝配體作為實現(xiàn)產品功能的載體,零部件可能由不同的企業(yè)設計,零部件和產品可能在不同的裝配工廠完成裝配過程,因此需要設計團隊的協(xié)同工作和決策以保證裝配質量和降低裝配成本。計算機和網絡技術的快速發(fā)展縮短了異地人員在時間和空間上的距離,為實時的“人-機-人”協(xié)同裝配工作提供了可能。
Wisconsin-Madison大學[31]提出網絡環(huán)境下的電子化裝配(e-Assembly),探討在Internet/Intranet上利用3D模型進行協(xié)同虛擬裝配和拆卸的方法論和工具,擬實現(xiàn)的關鍵技術包括3D交互可視化、協(xié)同裝配/拆卸/維護/回收等。目前已開發(fā)了Motive3D系統(tǒng),利用Synthesizer模塊可以交互/自動進行產品的裝配建模和規(guī)劃,Visualizer模塊為用戶在Web平臺上提供裝配序列規(guī)劃結果的可視化仿真,但缺少交互修改、調整功能。在ATS項目[32]實施中,為了向異地的開發(fā)人員展示裝配設計和裝配規(guī)劃結果,嘗試利用VRML作為可視化工具,一方面供設計團隊瀏覽零部件設計,另外將裝配模型用文本編輯軟件進行編輯,生成裝配序列的VRML仿真文件,供異地的設計團隊實時進行評價和提出修改意見。但手工編輯文件不但花費的時間長達一周,而且每次設計修改后都必須重新編輯;同時,仿真文件僅具有瀏覽功能,不能進行交互修改。
Web環(huán)境下的協(xié)同裝配規(guī)劃方法[33]采用協(xié)同工作環(huán)境下的裝配建模、裝配規(guī)劃任務分配和裝配序列合成等技術,通過對復雜產品裝配規(guī)劃問題的分解,即降低了單機規(guī)劃工作模式的復雜度,又便于集中不同地域多專家的裝配知識和經驗進行裝配規(guī)劃方案的協(xié)同決策。面向協(xié)同廣義裝配[34]通過確定裝配子任務編碼方法、裝配人員評價指數和制定協(xié)同裝配協(xié)議,以VRML為產品模型載體實現(xiàn)協(xié)同裝配系統(tǒng)。在裝配知識和規(guī)則的支撐下,支持局域網內多用戶實施產品預裝配、驗證零部件可裝配性,相關的裝配人員能夠協(xié)同討論裝配方案。Web環(huán)境下3D交互裝配可視化仿真結構是一個符合開放技術標準的可視化裝配系統(tǒng)[35],它基于VRML-Java實現(xiàn)裝配場景的動態(tài)生成、裝配控制、碰撞檢測以及裝配過程的動畫回放等功能,目前完成了基于“堆疊”思路的裝配驗證方式。但該系統(tǒng)屬于單用戶系統(tǒng),不能支持多用戶的實時協(xié)同裝配工作。
5結論與展望
CAAP的研究在理論上取得了一定的成果,在工業(yè)界也得到了一定的應用,但相對而言還很少,這說明該技術距離工業(yè)實用還存在較大差距。裝配規(guī)劃是一個經驗和知識密集型的工作,同時又與具體行業(yè)和產品有緊密的關系。經典裝配規(guī)劃方法的精確推理在保證序列的幾何可行性方面具有優(yōu)勢,而軟計算技術能夠將人的模糊知識融入規(guī)劃過程中,使得結果具有更好的工藝可行性,兩者的適當結合將有利于模仿人類裝配專家的實際裝配規(guī)劃過程,從而得到合理的裝配方案。
跨地域、跨國家的網絡化、協(xié)同化產品設計和制造新模式的形成使產品裝配成為一個需要協(xié)同工作和決策的問題。隨著虛擬現(xiàn)實技術和網絡技術的進一步發(fā)展,建立基于網絡的協(xié)同裝配決策平臺和虛擬環(huán)境,支持異地多人員協(xié)同裝配方案決策將是新形勢下裝配規(guī)劃研究的新趨勢。
參考文獻
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