数字化造船技术的现状与展望
数字化造船国家工程实验室常务副主任谢子明
摘要
本文从国际船舶市场的竞争和船舶行业创新改革的角度，分析了国际、国内造船行业在建立现代造船模式的改革浪潮中，在现代造船模式下其管理体制、机制和数字化技术研发、应用等方面进行分析，特别是对目前国内船舶行业数字化的几项重点技术领域作了较为突出的论述。在这基础上介绍了“数字化造船国家工程实验室”组建的背景和目标任务，这在实现数字化造船的现阶段提供了一种新的思路和方法。
关键词：造船模式数字化集成平台仿真
1造船行业的形势和国内外情况
在我国不同经济发展阶段，党和国家领导人都对船舶工业的发展作了重要批示，指出了我国造船工业的正确发展方向，在我国船舶产品打入国际市场且成为世界第三造船大国之后，正以更新的姿态，积极创新，努力贯彻集团公司提出的“五三一”战略目标，加快我国造船业的发展，在本世纪初成为世界第一造船大国。
1.1世界造船业的形势
当今世界造船业已形成四极结构：韩国、日本、中国和西欧，在经济全球化的今天，国际造船业已发展成为全球一体化市场，世界各国造船企业在全球范围内发展了技术、性能、质量和服务等全方位的竞争。随着全球船舶市场占有率的激烈竞争能力，世界造船业在技术、体制上发生了重大革命，其中造船技术的发展尤为突出。在以前焊接技术革命到大型生产流水线等新技术的成功应用，目前正处于计算机技术进一步发展应用的新阶段：信息集成系统的应用，并行工程、敏捷造船、先进制造模式正在或将在船舶制造业中广泛应用，使船舶行业成为信息密集、技术密集和资金密集为特征的现代新型产业。
1.1.1经济贸易的发展促进船舶行业的全球一体化市场需求增加
世界经济贸易的发展促进了国际航运业的发展，新船（新型船种）的需求量猛增，给造船行业带来了难得的机遇，创造出了历史上最好的商机，给船舶产业的发展注入了新的有利因素。然而市场越大，越兴旺，势必带来激烈的竞争，为占据更多的市场份额，获取更高的利润，这种竞争实际上是技术的竞争、体制和机制的竞争。就目前信息化技术在企业间竞争占有相当的比重。为此要发展我国的造船产业成为世界第一造船大国，对企业的信息化，技
术创新和造船模式的现代化提出了更高的要求。
1.1.2现代造船模式的实现和信息技术的提高
市场商机的存在并非市场商机的占有，这是要以自身的能力在市场的激烈竞争中取得的，通过对国际和国内的造船企业分析可以清楚的看到，造船模式的改革和信息技术的利用对造船企业在市场占有率上是非常重要的因素，这对于信息密集、技术密集和资金密集的船企能高效的、高质量的、低成本的造出船舶产品，提供了良好环境和技术条件。
1.1.3大型总装化船舶建造企业的发展促使船企市场经济的发展
由于国外发达工业国家市场经济的成熟，对船舶产品建造实现总装化较我国造船企业实现要容易，因他们有成熟的市场经济体制和机制，而我国就目前讲虽然在逐步走向市场经济，但由于现有的基础条件和长期的计划经济体制影响下，只能算是不成熟或带有许多约束的市场经济，这对物资的供需、企业的协作（包括技术、信息的共享等）、配套的体制等带有浓厚的计划经济色彩，这往往影响了整个行业的发展，与国外相比有一定的差距，在一定程度上影响了竞争力。
1.1.4谋求持续发展
事物的发展均需一分为二，在有利形势下必须看到不利的因素，要制订长期发展目标，为谋求实现目标而要保证企业的持续发展，在企业的活动改革中取得“强身”，在企业的“动增长”中技术创新和模式优化。这对我国成为第一造船大国，而且保持第一的地位是有极为重大的积极意义的。
1.2国外造船界数字化状况分析
要实现本世纪初我国成为第一造船大国，其任务是多方面而且是繁重的，在此对韩、日二国的数字化作一分析。
1.2.1日本先进船厂的数字化造船应用动态
90年代中期，日本大型船厂CIMS技术已经实用化，总体效果：节省人工50%，缩短工期20%。1998年开始向中型船厂推广。目前，日本一些先进船厂基本上都已采用CIMS系统，实现数字化造船。2003年日本造船业的重组，形成了6大专业化造船公司，其对应的CIMS 系统名称、功能如表1 所示。
100条船），年造船缩短约500万工时，船舶建造周期缩短6个月（由19个月到13个月），实现年利润2.7亿美元。
2003 年1 月, 韩国三星重工业公司实施了数字化船厂计划。该项计划由韩国三星重工业公司投资, 研究工作由韩国汉城国立大学数字化造船创新中心领导的联合研究机构负责。联合研究机构2002 年在Geoje船厂成立，由韩国汉城国立大学数字化造船创新中心的Jong Gye Shin 教授领导。参加研究机构的有8 所大学、两家公司和韩国船舶与海洋工程研究所等。为三星重工业公司开发的数字化造船系统选择了美国DELMIA公司的制造技术方案。DELMIA公司是精益制造工艺工程三维产品寿命期管理系统研究方面居领先地位的供应商。该公司的IGRIP和QUEST被用于开发新一代与先进造船模式相结合的数字化造船系统。开发的数字化造船系统将在虚拟环境下模拟从初始的开发阶段到下水整个造船寿命期的工艺,
并使造船工艺最佳化。三星重工业公司计划在2004年末总共投资500万美元。该项计划的实施将使韩国在未来的几年中造船生产效率大幅度提高，造船成本进一步下降，产品质量明显改善, 造船竞争力进一步增强, 对于巩固其目前在国际船舶市场中的优势地位将产生十
分重要的积极影响。
韩国经一系列的改革创新，其造船产量超过日本成为世界第一。
1.3国内现状及存在问题
1.3.1国内信息化发展现状
船舶工业自上世纪七十年代初开始应用计算机技术至今已近四十年的历史，在四十年的历程中计算机技术的应用在我国的造船企业发展中起到了显著的成绩，特别自上世纪八十年代初开始船舶工业实施的3C工程（CASIS、CADIS、CMI-S）为我国船舶工业企业在信息化建设中打下了技术基础和思想基础，为今后企业自主研发成功应用系统和引进国外先进技术提供了良好的条件。如今我国船舶工业的一些主力船企在信息化建设中都取得了良好的成果，如沪东中华、大连造船、渤海造船、广州造船等船厂，不仅自主研发成功了企业的信息系统，有的还把成果推广至其他造船企业，起到了积极的效果。有的企业引进了国外系统，吸取了国外信息化建设的先进理念，取得了成效。这一切都是建立在以往研究发展的基础上根据我国国情和企业特点自主创新的结果。
1.3.2存在问题
事物是在发展的，任何问题都有二面性。经前一段的信息化建设和计算机技术的研发，由于体制和机制等跟不上发展的形势，在取得很大成果情况下也有许多不足而需解决的问题。以下谈典型的几方面。
1.3.
2.1信息集成问题
●由于条件限制和发展的局限性，信息集成方面无论是信息系统本身、系统和系统间，信息共享存在较多问题、“孤岛”现象比较严重。
●由于船舶行业的特殊性，造成了信息多样性和信息源格式的异构性，缺泛统一标准。
●信息集成系统软硬件平台的异构性，加上相互之间不开放或不够开发，造成了信息交互的障碍。
●企业信息系统的自闭性和缺乏标准的接口，造成信息数据的重复输入，影响了信息资源的利用率和错误。
●企业间信息交互不够，统一协调能力不足，重复劳动等现象严重，造成了资源的浪费。
●统一的组织管理和协调措施不够强劲。难以发挥行业的团队力量。
1.3.
2.2设计和生产问题
设计院所和生产船企的脱节以及传统习惯的影响，造成了诸多的重复劳动和错误的出现，并行协调（设计院所与船厂，船厂内生产部门之间）实行得不够，生产效率和产品质量跟不上形势的要求。
1.3.
2.3数字化造船信息基础比较薄弱
●缺泛现代造船模式下企业的标准体系。这其中包括技术标准体系，管理标准体系和工作标准体系。这些标准体系的缺乏就会造成企业在发展中往往制订带有局限性的实用“标准”，这实际上极大的影响了企业信息化建设的发展。
●代码的不统一。由于缺泛体系的保证，各类代码往往是达不到统一和转换要求，造成了行业内部、企业之间、企业内部在信息化建设中资源共享应用困难，给信息化建设成果应用效率大打折扣。
●缺泛有效基础数据的积累和分析。在企业生产过程中，对产品的有效数据（生产工时、周期、材料、成本和质量等等）的数据信息积累是有相当价值的，这些数据通过分析，为企业行业今后发展有极大的指导作用。
●各种接口（数据接口、程序接口、通讯接口等等）的非标准，为信息交流和资源共享造成障碍，造成资源信息的“孤岛”现象。
1.3.
2.4虚拟仿真技术的研究和应用深度不够：目前这方面的技术只是停留在演示阶段，无论是船舶产品的浏览、漫游等只是在产品造成或局部造成的结果进行演示，而缺泛在产品生产过程中应用虚拟仿真来指导设计和制造产品。
1.3.
2.5对国内自主开发和引进的软件从总体上缺泛有说服力的评价，也就是讲缺乏权威的测试体系和方法，那应用的实际效果也难以保证。
1.3.
2.6缺泛深层次的技术交流，目前一些学术会议很少谈到深层次的技术问题，往往是流於形式，有的还带有浓重的广告意识。当然在目前市场经济下要考虑经济利益，但这只需有机制来保证是可以解决的，利益的保证来源于技术成果的体现和机制的保证。
1.3.
2.7管理技术的提高
为适应现代造船模式企业管理，企业的扁平化管理技术是实现企业信息化的重要条件，扁平化的企业管理，确保了企业管理和生产业务流程管理信息流的畅通，及时到达和输出各岗位的信息资源。对加强企业的“执行力”提供基础条件。从而提高企业的整体水平。
1.4与世界先进国家的差距
从上分析可以清楚地认识到世界造船强国日韩或欧美等造船企业，从企业的信息化建设，高新计算机技术的应用，先进的管理企业思想都是严格的整合一起，从而其效率是明显的，我国的船企认识了这一点，但落实到实处还是有一定差距的，存在许多需逐步解决的问题，所以要使我国成为世界第一造船大国，必须克服我们的劣势，努力缩短差距，创造出据国情行之有效的一整套办法，持续发展和改革使我国造船工业技术真正达到高水平。
2急需发展的数字化造船技术
数字化造船技术是新形势下对造船行业发展的新措施，它的实施一定会给我国造船企业的发展带来技术条件，就目前据我国情况和存在问题就以下几点谈谈初浅的看法：
2.1信息集成平台技术
国外众多企业包括一些跨国公司，对企业的信息集成平台技术研发相当重视，这实际上是解决“信息弧岛”、“信息通讯”、“资源共享”、“异构平台”等数字化企业的重要技术，信息集成平台的架构，体现了企业数字化发展的总体方向、目标，这些问题是数字化技术的关键之一。
“平台化”技术的框架内容
目前出现在市场上的“平台化”产品比较多，从各自应用目标不同而有自己的策重点和特色，所以在行业、企业在选择“平台化”产品或自己研究的过程中，除了达到“平台化”的技术一般要求外，还要按自己的行业或企业的特点，选用、采用哪种技术产品，这一点是非常重要的。虽然这是信息化建设中的常识，但在信息化建设的实施中往往把握不住，出现偏差，会带来不少的麻烦及损失。
“集成平台”的框架构成主要由四个层面的功能：
●基础层
这一层是“平台的基础”：包括网络等硬件设施、操作系统、分布式数据库、各类规范及代码标准、网络系统平台。
●系统服务层
提供“基础平台”底层的透明通讯服务、信息服务。主要包括基础平台体系机构中的通讯服务系统、全局共享服务系统、开发工具、系统中间件与维护工具。
●应用服务层
在平台系统服务层的支持下，按信息集成系统领域应用需要，提供应用集成接口，实现企业领域应用软件的集成。应用服务层按如下几方面实现：MIS、CAX （CAE/CAD/CAM/CAPP）、生产管理、OA、物资物流信息管理、电子商务、Internet及Intranet。
在全局系统和通讯系统支持下，进行应用系统的开发及应用集成；利用全局系统提供的信息服务及通讯服务；开发企业的CAX、生产管理与集成系统、MIS的接口、电子商务接口、OA接口、通讯接口、应用服务中间件等。
●平台管理系统
完成“集成平台”环境下的资源调配和系统管理：用户管理、系统资源管理、信息服务管理、工作流程建模与管理、“中间件”管理。
对于“中间件”，它在集成平台中起到了非常重要的角色，实际上是“集成平台”技术发展中重要一环。由于“中间件”独立于系统软件和支持网络分布计算的业务特征。在“集成平台”技术中平台管理系统负责集成各类“中间件”及相关的应用系统，实现各类不同“中间件”的功能服务与应用系统方面的交互、融合，相互有机的结合成为实现系统部署、开发、运行、管理、安全和集成的一体化开放“集成平台”。
由于“中间件”的功能不同，所用的行业范围也有所不同，所以对于“中间件”，各行业应根据自己的“个性”来选择，这样可以做到有的放矢，物尽其用。
2.2并行工程
并行工程是目前制造行业重点研究的技术之一，它既有工程技术、数字化技术，又有企业管理技术等多方面的问题。这些问题的解决对产品研发、制造起到极其积极的作用，国外无论军品、民品、造船、航空、机械行业等都在着力研究和实施此项工程，而且所取得的成绩是显著的，作为我国的造船行业，由于以往技术的分工、企业的组织等传统习惯，在一定程度上影响了我国的船舶产品的开发、生产周期和产品质量，这此这是必须积极推进的数字化工程。
并行协同工程是近年来开始应用研发的一种集成化产品开发模式，它受到了国内外众多研究单位、制造企业的重视。并行协同工程是一种指导新产品开发的哲理和方法，同时也是一门综合的自动化制造技术。
并行协同工程的哲理和技术不是简单的发明或创造，而是集成了制造业中许多新的技术、模式、思想，经过系统化的抽象发展而成的。生产模式的一体化设计与制造、大规模生产模式中的标准化零部件开发、精益制造模式中的综合产品开发、面向制造的设计、CIMS 中信息集成、CAD／CAE／CAM等都对并行协同工程产生直接的影响。
并行工程的提出就是全球性船舶市场剧烈竞争的需要，要求产品生产企业对市场变化作出迅速反应，并且通过并行工程中新技术（计算机集成制造技术、设计辅助工具、装配设计辅助工具、集成平台技术、中间件技术、网络通讯和数据库技术等）的应用，使企业保质、保量、快速的生产出市场需要的优质产品。
在此对并行工程技术四个关键要素进行分析。
2.2.1 并行工程的核心内容包括四个方面：
●产品开发队伍重构：将传统的部门制或专业组变成以产品为主线的多功能集成研发
团队(integrated product team．IPT)，IPT被赋予在产品开发中的责权利，对产
品开发负责。
●过程重构：从传统的串行产品开发流程转变成集成的、平行的产品开发过程。并行
工程不仅仅是活动的并行研发，更主要的是后继工序参与产品早期的设计过程。
这样在过程的改进中，使信息流与共享的效率提高。
●数字化产品定义，包括产品的建模和产品生命周期数据管理，数字化工具定义和信
息集成，如DFA、DFM、CAD／CAF／CAM等。
●协同工作环境：支持IPT协同工作的网络和计算机软硬件平台。
2.2.2 并行工程四个要素：
●组织变革要素
协同并行工程首先要打破按传统的部门划分的企业生产组织模式，组成以产品开发为对象的跨部门（甚至跨企业）集成产品开发团队(IPT)。
企业管理决策者：指导路线，任务和目标，组织产品开发团队，指定团队负责人并授权，以及参与支持决策。
团队负责人：必须对决策目标负责，并时刻注意市场动态。
团队人员：其行动要与整个团队保持一致。
●用户策略：满足用户需求和质量保证
满足用户需求和保证产品质量，这是衡量产品的标准，它贯穿于产品开发整个过程。
满足用户需求，充分理解用户需求
概念设计：考虑到产品的全貌 20％的修改来源于不理解要求。
满足需求的设计开发和生产需求。
产品本身的结构和特性记录
设计思想、修改错误的过程记录
对产品各部分相互影响说明
对产品集成和测试过程的说明
产品评估与检验：产品的设计实际上是一个不断迭代的过程，设计中问题的暴露和用户新的需求的加入，从而也产生了许多新的约束，通过分析比较所有的设计方案和设计过程的约束条件，选择一种最佳的设计方案，运用比较的手段来评价和改进产品设计。
●计算机软硬件平台和网络环境
计算机软硬件平台和网络环境担负着协调并行过程中对相关产品开发的数据、文本、图像和声音等各类信息的传递通讯任务，它负有把正确的信息在正确的时刻以正确的方式传递到所需要的人员。从而我们可明显的看到，产品复杂，应用工具和技术人员参与越多，数据就越多样化，那么对传递通讯任务就要求越高，为此对不同规模的协作团队建立不同层次的支持环境。
以下是不同的支持环境：
电子邮件层类：应用一性能可靠的电子邮件系统可使协调并行工程中的每个人员随时明确并清楚了解任务的进展情况。
数据库层类：这可对于规模较小的产品开发项目团队，建立一个具有查询和报告功能的数据库，这一数据库的建立使团队人员所采用的设计工具都可使用。
采用具有交互和浏览功能的数据库管理系统(DBMS)。建立具有数据库管理系统的数据库平台，这有利于工程级并行工程群组进行信息的交换。能够快速的实现信息存取。且达到从各个不同学科所维护不同数据库中的存取和设计相关的数据。
数据仓库、数据知识库：数据仓库、数据知识库的数据库管理系统具有各类强大的管理数据功能，对产品相关的信息数据、存取、分类、筛选。为新产品开发过程提供自动的、交互的决策支持。
产品开发过程要素
协同并行工程的实质活动是体现在产品的开发过程中，它既要满足需求的产品设计和生产，以及相关过程，还要满足销售和顾客支持需求过程。
优化产品开发过程：对于产品开发过程中的各类信息的历史资料进行分析，便于制作并行工程开发团队的技术力量安排和优化管理，复杂的进行过程建模和仿真进行过程建模。
产品数据定义和管理：建立协同并行工程对产品开发的任务、活动、工具和人员各类数据库集成在一起的产品数据库。由产品数据库管理系统(PDM)来管理产品开发过程中的各种数据。
设计过程：从设计的开始阶段，每一设计过程必须可靠，可制造，可测试，可支持，也有必要可计算成本。同时在工程中可采用质量功能部署(QFD)及DFX等方法，实现对设计过程的改进。
关于并行工程的详细技术介绍和实施在此不作详细介绍，待专题研究讨论。
2.3现代装备技术
先进的装备是数字化造船技术的重要一环，这也保证了数字化生产，自动化流水线数字化技术的应用，如数控切割、弯板、零、部件加工、装配等设备是数字化造船不可缺少的装备技术。这些装备的应用保证了数字化船舶产品生产的条件和效率的提高。
2.4精益造船和现代管理技术
以上论述中，现代造船企业，现代的管理技术是绝对分不开的，这实际上是决定了数字化造船实施的关键之处。精益造船，均衡生产等这一些都是在数字化造船技术和现代管理技术支撑下实现的目标，这一研究课题永远伴随着先进造船技术的发展。这一些技术和方法在“现代造船模式”、“精益制造”中详细进行论述和介绍，是企业管理模式和业务流程优化的指导方向，是目前造船企业不可缺少的部份。
3几点想法
前面二部分简单地分析了数字化在国内外研究和应用情况，以及数字化建设中目前急需研究的四方面技术，它包括了目前数字化技术领域研究的绝大部份，也是我国国内较为热门的研究课题。为此谈几点想法：
3.1 勇于创新的企业精神
在目前造船行业处于历史上前所未有的大好形势下，造船企业更应建立企业在新形势下的创新精神、思路的开拓、理念的创新、新技术的应用，持续努力发展的精神，才能开辟企业发展的新天地。
对于目前造船模式的改变和新理念的提出，企业各阶层应该当潮流的急先锋，从体制、机制和业务流程上进行疏理和不断优化、创新。达到企业持续发展的战略目标。
3.2组织措施的落实
组织体制和执行机制是我国船舶产品制造企业长期所关心和讨论的话题，这实际上直接影响着我国造船业的发展，为此在新的形势下，在日益强化市场经济的内外部环境下，建立合理的组织机构和执行有利于促进发展的管理机制是相当重要的任务，纵观目前我国的造船企业就突显了这方面的影响效果。特别对推进我国实现数字化技术更显其重要性，因数字化建设的成果是间接和持续的发生，容易被忽视。
3.3建立新形势下的数字化造船技术平台
3.3.1数字化造船国家工程实验室简介
为贯彻《中共中央国务院关于实施科技规划纲要增强自主创新能力的决定》文件，落实《船舶工业中长期发展规划》和《船舶工业发展“十一五”规划纲要》二个规划，紧密配合造船工业发展要求，以项目为纽带，通过产学研相结合的方式，整合造船信息化资源，提升造船行业的国际竞争力，经国家发展和改革委员会批准成立的机构。
●总目标
整合船舶行业数字化造船的资源，集中产、学、研的开发力量，夯实数字化造船技术基础，突破数字化造船关键技术问题，构建数字化造船信息集成平台，实现船舶设计、制造、管理一体化的信息集成。大力开展技术创新，建立具有自主知识产权的造船信息集成系统，形成数字化造船技术的研发、推广和服务创新体系，提高造船行业的信息化水平，推进中国船舶工业实现跨越式发展。
“数字化造船国家工程实验室”的定位具有公共性、中立性和独立性的内涵，体现对数字化造船技术发展的指导性、引领性作用。通过整合船舶行业数字化造船的资源，集中产学研的开发力量，夯实数字化造船技术基础，将“数字化造船国家工程实验室”建设成为数字化造船技术应用研究成果向船舶建造技术转化的有效渠道、造船技术自主创新、技术交流和提升船舶企业创新能力的支撑平台，成为船舶数字化造船技术研发和推广中心。
●组织体制
实验室以理事会制运作：理事单位有：沪东中华造船集团公司、上海外高桥造船有限公司、七O八所、上海交通大学、渤海船舶重工有限公司、大连船舶重工、武昌船厂、江苏科技大学、哈尔滨工程大学、上海船厂船舶有限公司、上海船舶工艺研究所等十一个产、学、研代表单位。理事长单位由上海船舶工艺研究所担任，实验室运作基地设在上海船舶工艺研
究所。
●组织机构
就目前初建的数字化国家工程实验室组织机构如下：
●四个研究室的主要研究内容和发展方向分三阶段在后作介绍。
3.3.2现代造船模式信息化研究室
研究室主要研究内容和发展方向：
●结合现代造船模式和先进生产方式的研究，进行总装化造船模式下业务流程、信息
流、信息模型研究；精细化管理中的资源计划、资源优化配置和数字模拟的研究、实施。
●参与区域造船仿真研究：配合船舶虚拟建造仿真研究室开展区域建造仿真研究，参
与区域建造仿真方案的研究和策划，为仿真方案提供理念和方法支撑。
●推动和参与工时基础数据管理系统的研究：在推进建模工作的框架内，与文船公司
合作，开展现代工时管理系统的研究，探索基础数据采集、统计和分析的途径、方法和机制。
●结合现代造船模式的建立，提供现代造船模式下信息技术的支撑环境，构筑造船企
业生产管理应用环境。
3.3.3造船信息集成研究室
●对国内大中型骨干船厂、设计院所现有造船软件系统进行调研，针对其不足之处，
提供本地化的解决方案，使国内大中型骨干船厂、设计院所真正达到数字化的应用环境。（重点解决TRIBON、CADDS5、NAPA等造船软件系统的二次开发问题。）
●为国内中小型船厂、设计院所开发提供信息集成技术,进一步增强和完善现有船舶制
造三维设计系统、产品数据管理系统的功能。
●通过对TRIBON、CADDS5、NAPA等造船软件系统的消化、剖析、二次开发和创新，与
成员单位协作，制定数据交换标准，为现有各种不同软件系统间的信息共享和接口提供技术支持，解决“信息孤岛”问题。
3.3.4船舶虚拟建造仿真研究室
●构筑计算机三维虚拟现实仿真的软硬件环境，包括图形工作站、投影系统、立体显
示系统；系统软件（网管软件、操作系统、数据库管理系统等）。
●建立船舶虚拟设计和虚拟建造的模拟仿真平台，引进、吸收、消化、剖析船舶虚拟
装配商品化工具的基础上，进行本地化。
●进行船舶建造工艺的计算机模拟，开发船舶建造过程仿真系统。
3.3.5平台及系统测试室
●策划筹备平台及系统测试室的组建，调研主流的软件质量管理体系，搜集软件测试
资料，调研主流测试软件，为测试软件选型和测试室的搭建做好前期准备工作；
●构建软件应用环境和测试环境，通过对国产造船软件系统（船舶制造三维设计系统
SB3DS、产品数据管理系统Star/PDM等系统）可用性、可靠性、安全性的测试，探
索软件测试技术，积累软件测试知识。
通过上述基础设施和四个专业研究室的建设，将构筑起完善的造船软件开发环境、夯实数字化造船技术基础、初步形成一支专门从事数字化造船技术研究的人才队伍、初步形成全方位的自主开发能力，为实现造船软件国产化、推出具有自主知识产权的造船软件提供基础条件。
3.4第二阶段（2010年）工作及发展规划
第二阶段（2010年）是工程实验室项目建设验收年，也是工程实验室各个平台全方位开展工作的第一年。同时工程实验室应积极做好“十二五”有关科研项目的立项工作。第二阶段的建设内容和目标如下
3.4.1现代造船模式信息化研究室
●从国内整个行业层面认真研究和分析数字化造船存在的共性问题，突出解决行业存
在的共性问题（如造船信息化标准和规范制定，造船编码体系研究等）。
●开展生产设计工艺信息完整性研究：研究生产设计工艺信息的完整性和表达，探索
工艺技术信息、工程物量和管理信息图面的表达，推动设计、制造和管理一体化的
实现。
3.4.2造船信息集成研究室
●突破信息模型技术、数据库构造技术、数据接口技术和信息集成技术等一批关键技
术。
●开发成功部分具有自主知识产权的造船信息系统（如造船CAD/CAM/PDM/CAPP系统
等），逐步取代进口软件。
●参考其它行业的成功经验以及船舶行业的应用现状，提出适合我国造船行业现状的
船舶工业数字化应用体系和集成方案。
●开展船舶产品数据库及设计制造信息一体化研究，并以基础较好的管系信息系统为
突破口，实现管路信息的设计制造信息集成。
●开展信息集成平台的研究，为信息集成平台的建立打下基础。
3.4.3船舶虚拟建造仿真研究室
●消化，吸收船舶虚拟设计和虚拟建造模拟仿真技术，根据工程实验室实际需求，进
行仿真系统二次开发和本土化工作。
●完善船舶虚拟设计和虚拟建造模拟仿真平台，在船舶设计和建造中初步推广应用虚
拟仿真技术，提供行业服务。
●形成一支专门从事船舶虚拟仿真技术研发的人才队伍。
3.4.4平台及系统测试室
●通过对研究成果及其软件的严格的测试，初步建立有效的软件测试流程。
●形成成熟的软件质量控制体系，推广服务范围，初步形成行业软件测试基地规模。
工程实验室通过“十一五”中后期的建设，将在信息集成技术、虚拟仿真技术和敏捷制造技术三方面取得重大突破，专业化研发力量初步形成，四个专业研究室建设初具规模，自主创新能力明显提高。
3.5长期发展规划（2011-2015年）
工程实验室在“十二五”期间，将以市场需求为牵引，以提高国内整个行业的数字化能力和水平为目标，加大各类应用软件的研发、推广应用的力度。在消化、吸收国外造船集成系统（TRIBON、CADDS5、NAPA、MARS、HANA）和大量二次开发的基础上，形成数字化造船的原始创新能力，突出发展具有自主知识产权的船舶设计、制造、管理一体化的信息集成系统（含CAD/CAM/PDM/CAPP/ERP/CIMS），并在造船行业全面推广应用；在船舶设计和建造中大量推广应用虚拟仿真技术，扩大行业服务范围，在船舶建造方法、工艺流程、车间物流仿真方面取得重要进展，形成一个具有我国造船工业特色的虚拟仿真系统；突破敏捷制造数字化
技术，为造船企业动态联盟的建立提供信息平台；完善测试手段，建立成熟的测试流程，推
广服务范围，成为行业软件测试基地；完成行业内主要标准、规范、代码、物料编码系统、
统一的数据交换标准等共享信息资源的开发，提高信息资源共享的效率，促进数字化造船的
进程。
3.6工程实验室既是组织合作平台，又是技术协作、交流的平台。
上面对“数字化国家工程实验室”作了一个简单的介绍。可以看到它的组织形成和体制
是有利于当前我国船舶行业数字化发展的，从国家发改委、国防科委、集团公司领导的指示，
实验室要摸索和建立一个良好的技术协作创新平台和运作机制。为此，我们实验室的创新机
制可以从下图表示。
专家技术特长发挥平台：聘用各有专长的专家为实验室科研项目和技术研究Array出谋策划技术保证。采用以专业、不同时期聘任机制。
技术开发平台：在造船行业中，数字化的发展是行业的责任，并非某一单位
所能胜任，实验室的中性地位可广集各方技术优势和特长，发挥集体创新的
力量对重点项目进行技术研发和技术攻关。实现成果、利益共享。
技术交流的平台：在新的市场经济形势下，实行有报酬的技术交流平台，合
理的解决分配机制，使得我们的技术体现其价值和发挥最大的效能。
在“数字化国家工程实验室”各理事单位和造船行业同行的支持下成为数字化技术组合、
力量组合、信息组合和资源整合的良好平台，为我国造船工业数字化作出贡献。
4结束语
本文所述的分析、技术层面和想法，由于文章篇幅及本人的知识面有限，许多没有讲清
楚和不正确的地方请指正。望能今后加强交流合作，相互学习提高。不到之处请各位专家和
同行指出和谅解。
数控技术现状与发展 讲课目录提纲 华南理工大学机械与汽车工程学院 李伟光教授 2010年5月
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一数控技术概述 1.1数控技术与国民经济 1.2数控技术的起源 1.3研究数控技术的科技动力 1.4研究数控技术的社会环境 1.5数控技术的应用 1.6有关数控技术产业的国家政策 1.7国内外数控技术与设备行业情况介绍二数控设备的控制系统 2.1 数控系统概述 2.2 数控系统的组成、性能与体系结构2.2.1 数控系统性能的现状与发展趋势 2.2.2 数控系统功能的现状与发展趋势 2.2.3 数控系统体系结构的现状与发展趋势2.2.4 基于PC技术的智能开放式数控系统三数控技术发展与数控设备应用 3.1数控技术的发展与数控设备的应用 3.2应用数控设备的社会需求 3.3应用数控设备的工业环境 3.4应用数控设备的技术支持 3.5国内外应用数控技术的现状与差距 3.6数控机床领域的装置种类及技术发展
3.6.1 高速、高刚度大功率电主轴技术 3.6.2 多功能双摆角数控铣头技术 3.6.3 高刚度大扭矩双摆角数控铣头技术 3.6.4 车铣复合主轴头技术 3.6.5 高速、精密数控回转工作台 3.6.6 全数字交流伺服驱动装置 3.6.7 高速、精密、重载直线导轨精度保持性技术 3.6.8 高速、精密、重载滚珠丝杠精度保持性技术3.6.9 盘式结构大扭矩力矩电机及驱动装置 3.6.10 精密直线电机驱动装置及全闭环控制技术 3.6.11 复合加工技术 3.6.12 切削表面完整性技术 3.6.13 高速切削技术 3.6.14 高速、超高速磨削技术 3.6.15 五轴联动高速高精加工工艺技术 3.6.16 高精度刀具测量技术 3.6.17 刀具动平衡技术 3.6.18 柔性工装关键技术 四培养掌握数控技术与设备的人才 4.1国内外研究数控技术人才的基础与现状 4.1.1国外研究数控技术的现状与成果 4.1.2国内研究数控技术的机构与人才培养现状
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 国内数控机床现状简析及建议 国内数控机床现状简析及建议作者： 数控技术学习来源： 数控机床网日期： 2019-5-5 23:30:17 人气： 获取失败标签： 一、国内数控机床行业近年取得的成绩我国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得了很大的发展，在一些关键技术方面也取得了重大突破。 据统计，目前我国可供市场的数控机床有 1500 种，几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。 领域之广，可与日本、德国、美国并驾齐驱。 这标志着国内数控机床已进入快速发展的时期。 近年来我国机床行业不断承担为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务。 如国产 XNZD2415 型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点，通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C 轴摆角铣头，配以工作台的纵向移动，可完成五自由度的运动。 该构型为国际首创。 基于 RT 一 Linux 开发的数控系统具有的实时性和可靠性，能 1 / 3
在同一网络中与多台 PLC 相连接，可控制机床的五轴联动，实现人机对话。 该机床的作业空间 4．5mx1．6mx1．2m，A 轴转角1050,C 轴连续转角 0 一 4000，主轴转速(无级)最高 10000r/min，重复定位精度0．01mm，可实现三维立体曲面如水轮机叶片，导叶的五轴联动高速切削加工。 超精密球面车床为陀螺仪的加工提供了基础设备，这类车床也可用于透镜模具、照相机塑料镜片、条型码阅读设备、激光加工机光路系统用聚焦反射镜等产品的加工。 高速五轴龙门铣床采用铣头内油雾润滑冷却、横梁预应力反变形控制等技术。 这类铣床可用于航空、航天、造船、水泵叶片、高档模具等的加工。 SSCKZ80 一 5 型五轴车铣复合加工中心可满足航天、航空、船舶及铁路运输业对高精度、高刚度、形状复杂的大型回转体零件加工的要求，如飞机发动机主轴、起落架的加工，船舶发动机活塞、增压器蜗杆差速换向器及螺旋叶片的加工等。 TW250 型高速、高效车削中心采取双主轴对置结构，两个刀架分别位于主轴轴线上下方，控制轴数 8 个，可实现 4 轴联动。 装有 12 位伺服驱动双向动力刀台的上下刀架可对任一主轴进行 2 轴或 4 轴加工。 该机床采用模块化设计技术，可根据用户的不同要求派生为双刀
煤化工产业概况及其发 展趋势 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
我国煤化工产业概况及其发展趋势 煤化学加工包括煤的焦化、气化和液化。主要用于冶金行业的煤炭焦化和用于制取合成氨的煤炭气化是传统的煤化工产业，随着社会经济的不断发展，它们将进一步得到发展，同时以获得洁净能源为主要目的的煤炭液化、煤基代用液体燃料、煤气化—发电等煤化工或煤化工能源技术也越来越引起关注，并将成为新型煤化工产业化发展的主要方向。发展新型煤化工产业对煤炭行业产业结构的调整及其综合发展具有重要意义。 1 煤化工产业发展概况 1． 1 煤炭焦化 焦化工业是发展最成熟，最具代表性的煤化工产业，也是冶金工业高炉炼铁、机械工业铸造最主要的辅助产业。目前，全世界的焦炭产量大约为～亿t/a，直接消耗原料精煤约亿t/a 。受世界钢铁产量调整、高炉喷吹技术发展、环境保护以及生产成本增高等原因影响，工业发达国家的机械化炼焦能力处于收缩状态，焦炭国际贸易目前为2500万t/ a。 目前，我国焦炭产量约亿t/a，居世界第一，直接消耗原料煤占全国煤炭消费总量的14%。 全国有各类机械化焦炉约750座以上，年设计炼焦能力约9000万 t/a，其中炭化室高度为4m～5.5m以上的大、中型焦炉产量约占80%。中国大容积焦炉（炭化室高≧6m）已实现国产化，煤气净化技术已达世界先进水平，干熄焦、地面烟尘处理站、污水处理等已进入实用化阶段，焦炭质量显着提高，其主要化工产品的精制技术已达到或接近世界先进水平。 焦炭成为我国的主要出口产品之一，出口量逐年上升，2000年达到1500t/a，已成为全球最大的焦炭出口国。 从20世纪80年代起，煤炭行业的炼焦生产得到逐步发展，其中有的建成向城市或矿区输送人工煤气为主要目的的工厂，有的以焦炭为主要产品。煤炭行业焦化生产普遍存在的问题是：焦炉炉型小、以中小型焦炉为主，受矿区产煤品种限制、焦炭质量调整提高难度较大，采用干法熄焦、烟尘集中处理等新技术少，大多数企业技术进步及现代化管理与其他行业同类工厂相比有较大差距。 1．2 煤气化及其合成技术 1.2.1 煤气化 煤气化技术是煤化工产业化发展最重要的单元技术。全世界现有商业化运行的大规模气化炉414台，额定产气量446×106Nm3/d，前10名的气化厂使用鲁奇、德士古、壳牌3种炉型，原料是煤、渣油、天然气，产品是F-T合成油、电或甲醇等。 煤气化技术在我国被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业，各种气化炉大约有9000多台，其中以固定床气化炉为主。近20年来，我国引进的加压鲁奇炉、德士古水煤浆气化炉，主要用于生产合成氨、甲醇或城市煤气。
专家讲座课程报告 题目名称：数控技术 学院：机械工程学院 专业年级：机械设计制造及其自动化12 级 姓名：任庆贺 班级学号：机制12-2-11 授课教师：范久臣 二Ｏ一五年十一月十三日
1 数控技术发展现状 (1) 1． 1 国外数控技术发展现状 (1) 1． 2 国内数控技术发展现状 (3) 2 数控技术发展趋势 (6) 2． 1 高速、高精度化 (7) 2． 2 智能化、开放式、网络化 (7) 2． 3 环保化 (8) 2． 4 采用五轴联动加工和复合快速力 (9) 2． 5 重视新技术标准、规范的建立 (9) 3 对我国数控技术和产业化发展的战略思考 (10) 4 自身发展 (10)
1数控技术发展现状 1．1 国外数控技术发展现状 20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计 算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。 自从 1952 年美国第 1 台数控铣床问世至今已经历了 50 个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专 机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20 万台，产值上 百亿美元。“十五“刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入6．8亿元，用于对1．2 －1．8万台机床的数控化改造。目前，国际上最大的数控系 统生产厂是日本FANUC公司，1 年生产5 万套以上系统，占世界市场约40％左右，其次是德国的西门子公司约占 15％以上，再次是德海德汉尔、西班牙发 格、意大利菲地亚、法国的 NUM、日本的三菱、安川。国产数控系统厂家主要有华 中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南 京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过 300～400 套。 国外具有世界影响力的机床公司有很多，在此重点介绍以下几家。 (1)日本山崎马扎克公司开发出了2 种可使用长镗杆切削工件的复合加工机床， 一种是以卧式车床为原型，与卧式加工中心 (MC)组合而成的卧式复合加工机 床“ INTEGREX e一 650H II ”；另一种是以立式车床为原型，与立式MC组合而 成的立式复合加工机床“INTEGREX e一 1060V／8 II RAM ”。 INTEGREX e II系列装载了MAZATROL MATRIX以及各种新功能，以Mark II 为名称，是对2l 世纪的制造工厂带来革命性冲击的划时代的复合加工机。其主 要特点是主轴最高转速 1 600 r ／min，快移速度 40 m／min，刀具库容量 40 把，刀 具更换时间 ( 刀到刀 )1 ．8 s( 刀具质量 20 kg 以下 ) 。 新的卧式复合加工机床在MC端的主轴轴头上安装一个带有长849 mm镗杆的 “长镗杆架”。该镗杆架自顶端起依次由刀具、长柄和刀架组成。该镗杆架的后端有 4 个固定位置，由操作人员将其装在 MC一侧设计有相同固定位置的主轴轴头上。 MC一侧的主轴除从机床正面观察处于纵深方向的 y 轴外，还有一个 B 轴 ( 位 于l ，轴四周的轴 ) 。l ，轴的可动范围为 650mm， B轴的转动范围在 1800 以上。 长镗杆架与 MC一侧的主轴轴头的上述动作联动。 在由车床主轴 ( 工件主轴 ) 固定的工件外周上能够加工任意角度的轴孔。而且 还能在最后形成的轴孔内径上切削沟槽等。 而立式复合加工机床并没有在 MC主轴轴头上安装用于镗杆加工的刀架，而
我国数控机床的现状和发展 数控机床是数字控制机床是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。 因而了解和提升数控机床对我国的制造业的发展至关重要。 一.国内外数控机床的发展 （1）我国数控机床的发展 我国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。建国初期在1958—1979年间为第一阶段，第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。改革开放，从1979年至今为第二阶段。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国家(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、多轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。 （2）国外数控技术的发展 数控机床的起源 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。1949年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。标志着制造领域中数控加工时代的开始。 数控机床的兴起 1952年美国麻省理工学院和吉丁斯·路易斯公司首先联合研制出世界上第 一台数控升降台铣床，随后德国、日本、苏联等国于1956年分别研制出本国的第一台数控机床。60年代初，美国、日本、德国、英国相继进入商品化试生产，由于当时数控系统处于电子管、晶体管、和集成电路初期，设备体积大、线路复杂、价格昂贵、可靠性差，数控机床大多是控制简单的数控钻床，数控技术没有普及推广，数控机床技术发展整体进展缓慢。 70年代，出现了大规模集成电路和小型计算机，特别是微处理器的研制成功，实现了数控系统体积小、运算速度快、可靠性提高、价格下降，使数控系统
先进制造技术的现状和发展趋势 xxxx xxx xxxxxxxxx 先进制造技术不仅是衡量一个国家科技进展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于工业化经济进展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上进展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施,，进一步推进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发中心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，才能尽快缩小同发达国家的差距，才能在猛烈的市场竞争中立于不败之地。本文将详细介绍先进制造技术的含义、特点以及在我国的进展状况和进展趋势。 1 先进制造技术的含义和特点 1.1 含义 先进制造技术（AMT）是以人为主体，以运算机技术为支柱，以提高综合效益为目的，是传统制造业不断地吸取机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统治理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、治理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵敏制造，并取得理想技术经济成效的前沿制造技术的总称。 1.2 先进制造技术的特点 1）是面向工业应用的技术先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产预备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。 2）是驾驭生产过程的系统工程先进制造技术专门强调运算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统治理技术在产品设计、制造和生产组织治理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸取各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 3）是面向全球竞争的技术随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越猛烈，先进制造技术正是为适应这种猛烈的市场竞争而显现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力 2 先进制造技术的组成 先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力，对制造技术不断优化和推陈出新而形
煤气化技术是现代煤化工的基础，是通过煤直接液化制取油品或在高温下气化制得合成气，再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。作为煤化工产业链中的“龙头”装置，煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。目前国内外气化技术众多，各种技术都有其特点和特定的适用场合，它们的工业化应用程度及可靠性不同，选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。 工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。根据发展进程分析，煤气化技术可分为三代。第一代气化技术为固定床、移动床气化技术，多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气，装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大；第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床和气流床技术，其特征是连续进料及高温液态排渣；第三代气化技术尚处于小试或中试阶段，如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。 本文综述了近年来国内外煤气化技术开发及应用的进展情况，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。 1．国内外煤气化技术的发展现状 在世界能源储量中，煤炭约占79%，石油与天然气约占12%。煤炭利用技术的研究和开发是能源战略的重要内容之一。世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。20世纪初，煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。此后世界煤化工迅速发展，直到20世纪中叶，煤一直是世界有机化学工业的主要原料。随着石油化学工业的兴起与发展，煤在化工原料中所占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代，世界煤化工技术及产业的发展一度停滞。直到20世纪70年代末，由于石油价格大幅攀升，影响了世界石油化学工业的发展，同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的进展。特别是20世纪90年代后，世界石油价格长期在高位运行，且呈现不断上升趋势，这就更加促进了煤化工技术的发展，煤化工重新受到了人们的重视。 中国的煤气化工艺由老式的UGI炉块煤间歇气化迅速向世界最先进的粉煤加压气化工艺过渡，同时国内自主创新的新型煤气化技术也得到快速发展。据初步统计，采用国内外先进大型洁净煤气化技术已投产和正在建设的装置有80多套，50%以上的煤气化装置已投产运行，其中采用水煤浆气化技术的装置包括GE煤气化27套（已投产16套），四喷嘴33套（已投产13套），分级气化、多元料浆气化等多套；采用干煤粉气化技术的装置包括Shell煤气化18套（已投产11套）、GSP2套，还有正在工业化示范的LurgiBGL技术、航天粉煤加压气化（HT-L）技术、单喷嘴干粉气化技术和两段式干煤粉加压气化（TPRI）技术等。
机床数控技术的现状及未来发展趋势 一、数控机床的简单介绍 车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。数控系统是由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装数控系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。 1、数控机床的特点如下： （1）加工精度高，具有稳定的加工质量； （2）可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； （3）加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）； （4）机床自动化程度高，可以减轻劳动强度； （5）对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
2、数控机床的组成部分主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。数控技术，简称“数控”。英文：NumericalControl（NC）。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。 二、国内外机床数控技术的现状 1、国内数控机床技术现状我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。
我国水煤浆气化技术现状及发展趋势胡永刚 摘要：我国水煤浆气化技术从研究、开发、工程示范到工业化装置的长周期稳 定运行，对我国现代煤化工产业的发展起到了举足轻重的作用。尤其是多种具有 自主知识产权的水煤浆气化技术的开发及大规模工业化应用，不仅实现了煤基化 工多联产和产业链的延伸，而且强化了我国在世界煤化工、煤基多联产等领域的 地位，对世界煤炭清洁、安全、高效利用提供了多元化的技术支撑。 关键词：水煤浆气化技术；现状分析；发展趋势 引言：煤炭资源是我国的主要能源，在一次能源结构中处于主导地位。近年 来在经济转型、环保加强等因素的制约下，煤炭消费增速明显放缓，2018年煤炭 占我国一次能源消费比例首次低于60%。在煤炭多种利用方式中，煤气化技术虽 然过程复杂、仅占我国煤炭消费总量的6%左右，但却是煤炭高效加工、转化的 龙头，也是煤炭清洁利用的关键，更是保障国家经济、能源安全和社会可持续发 展的基础。 1.我国水煤浆气化技术现状 我国水煤浆气化技术在消化吸收国外先进水煤浆气化工艺的基础上，经过十 几年的不断实践积累了丰富的经验，探索开发出多种具有我国自主知识产权的水 煤浆气化技术，在我国乃至世界煤炭气化史上写下了浓墨重彩的一笔。 2.水煤浆气化技术 2.1多喷嘴对置式水煤浆气化技术 多喷嘴对置式水煤浆气化技术是由国家水煤浆研究中心和华东理工大学在先 进德士古气化基础上，进行优化、改进且具有自主知识产权的气流床气化技术。 该技术主要包含磨煤制浆单元、气化单元、净化单元和渣水处理单元。浓度60% 的水煤浆是由原料煤和工艺废水经湿法研磨而成，水煤浆经高压煤浆泵与来自空 分的纯度≥97%的纯氧经过预膜式工艺喷嘴充分混合，再经高效雾化进入燃烧室， 在燃烧室内发生复杂的化学反应，生成粗煤气。粗煤气携带高温熔渣一起经下降 管进入激冷室，熔渣在激冷室内固化，在冲力作用下进入锁斗，定期外排。而粗 煤气经激冷水降温、增湿后间歇外排出激冷室，通过混合器的增湿、旋分器的除 尘和水洗塔的洗涤得到的净化煤气送往下一工序。生产过程产生的高含渣黑水经 蒸发热水塔、酸气分离器和真空闪蒸罐组成的闪蒸系统后，达到了黑水浓缩、能 量回收、灰水循环利用的节能降耗效果。 该技术相对其他气化技术具有如下优势：采用预膜式工艺喷嘴，具有雾化效 果好、不产生回火以及磨损显著减弱等优点；采用多喷嘴对置式进料，在炉内形 成射流与撞击结合流场结构，强化物料混合，处理负荷高，而且装置易于大型化，有效气成分和碳转化率均可提升2～3个百分点，比煤耗可以降低约2个百分点；采用合成气分级洗涤净化系统，合成气含尘量低，激冷环不易结垢，变换阻力小；采用高效的能量回收系统，传质、传热效率高；装置操作较为简便、系统稳定、 在线率高[20]；拱顶砖寿命最长已经超过15000h，筒体砖和锥底砖最长已超过44000h，工艺喷嘴最长使用周期达到152d。 2.2非熔渣-熔渣分级气化技术 非熔渣-熔渣分级气化技术(也称一代清华炉气化技术)是吸收消化了国外先进 煤气化技术，针对气化炉炉顶易结渣、烧嘴寿命短及有效气化空间小等缺点自行 开发创新的分级气化技术。该技术工艺流程为：水煤浆通过给料机构与气化剂纯氧、预混气体(CO2、N2或蒸汽)同时送入喷嘴，保持气化炉上段(非熔渣段)温度低
数控技术的发展及国内外现状 数控技术的发展及国内外现状 摘要：数控技术（Numerical Contrl）是一种采用计算机对生产过程中各种控制信息进行数字化运算、处理，并通过高性能的驱动单元对机械执行构件进行自动化控制的高新技术。本文对数控技术的发展经行了研究，并比较对比了国内外数控技术的发展现状，对国内数控未来的发展提出了建议。 关键词：数控技术；发展；国内外现状 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光、电技术于一体的现代制造业的基础技术。它具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业现代化的重要手段，关系到国家战略地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。 1.数控技术的发展概述 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该公司与美国麻省理工学院（MIT）开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（ MC Machining Center），使数控装置进入了第二代。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称 DNC），又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称 CNC），使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。 1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机
制造业的数字化发展现状及趋势 全球制造业的竞争从20世纪初期的规模化及降低产品成本、20世纪中后期的提高企业整体效率及产品质量，至20世纪后期的交货期、质量、价格和服务等方面的竞争，进入21世纪以来，已经发展至创新能力的竞争。这种态势导致制造业竞争焦点集中在产品研发速度和创新能力上，为提高创新能力和效率，数字化战略已成为跨国制造企业产品创新的首选战略。 (一)制造业数字化的内涵 数字化是以数字的生成、加工、传输、使用、修改和储存为基础，以数字样机为核心，以单一数据源管理为纽带，在设计、制造和管理过程中用数字量取代模拟量、用数字技术取代传统技术，并以数字量作为设计、制造和管理的唯一依据。 制造业数字化的核心是数字化制造技术，数字化制造是指在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，对产品设计和功能的仿真以及原型制造，快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。 (二)制造业数字化是制造业信息化发展的新阶段 数字化生产方式是先进制造业的重要发展方向。制造业数字化是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。随着信息技术的发展，制造业的数字化不断加强，制造技术与信息技术交叉融合，制造业数字化成为信息技术改造传统产业和实现信息化带动产业升级的突破口。 (三)我国制造业数字化的发展进程亟待加快 随着美国“制造业回归”强力推动以及国内劳动力土地成本上升，我国制造业依赖传统比较优势参与国际竞争的局面难以为继。当前，在全球经济缓慢复苏、国际制造业竞争加剧、传统比较优势难以持续、新工业革命正在孕育的复杂背景下，中国制造业面临着严峻挑战和重大机遇，加快我国制造业数字化的发展进程，培育和发展新优势，在新一轮国际产业竞争中赢取主动，成为促进中国工业转型升级的重大战略抉择。 二、我国制造业数字化的现状与趋势 改革开放30多年来，中国制造业生产总值已发展成为世界第一，未来数十年我国将实现从工业大国向工业强国的转变，提高技术创新能力和产品质量水平
数控机床现状及发展趋势分析 数控机床的概念 数控机床就是在数字控制下，能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。 国产数控机床的发展现状 一、国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小 数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历{HotTag}了30年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1,500种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中，五轴(坐标)联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。 它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。
五轴联动数控机床的应用，其加工效率相当于2台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。国产五轴联动数控机床品种日趋增多，国际强手对中国限制的五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功，改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。 二、国产数控机床存在的问题 由于中国技术水平和工业基础还比较落后，数控机床的性能、水平和可*性与工业发达国家相比，差距还是很大，尤其是数控系统的控制可*性还较差，数控产业尚未真正形成。因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的主要任务。目前主要问题有： 三、核心技术严重缺乏 统计数据表明，数控机床的核心技术—数控系统，由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成，中国90%需要国外进口。如在上海设厂的德国吉特迈集团和意大利利雅路机床集团，在烟台建厂的韩国大宇综合机械株式会社，所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、高端数控机床，更多处于组装和制造环节，普遍未掌握核心技术。国产数控机床的关键零部件和关键技术主要依赖进口，国内真正大而强的企业并不多。目前世界最大的3家厂商是：日
2012年 第15期 广 东 化 工 第39卷 总第239期 https://www.doczj.com/doc/8e17830758.html, · 59 · 国内煤气化技术评述与展望 付长亮 (河南化工职业学院，河南 郑州 450042) [摘 要]依据煤气化技术的常用分类标准和评价指标，分析研究了国内所用的煤气化技术的优势与不足。综合考虑原料广泛性、技术先进性、投资成本等因素，认为航天炉干粉煤气化技术具有适应的煤种多、气化效率高、生产能力大、碳转化率高、投资省、操作费用低等优势，在未来的煤化工产品生产中将会得到普遍的应用。 [关键词]煤气化技术；评述；展望 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)15-0059-02 Review and Prospects of Domestic Coal Gasification Technology Fu Changliang (Henan V ocational College of Chemical Technology, Zhenzhou 450042, China) Abstract: According to common classification standard and evaluation index, advantages and disadvantages of domestic coal gasification technology were analyzed and studied. Considering comprehensively the raw material extensive, technology advanced and investment cost, it was thought that HT-L dry powder coal gasification had the vast potential for future development, because of the more quantity of coal type used, higher gasification efficiency, larger production capacity, higher carbon conversion, lower investment cost. Keywords: coal gasification technology ；review ；prospects 1 煤气化及其评价指标 煤气化指在高温下煤和气化剂作用生成煤气的过程。可简单表示如下： +???→高温 煤气化剂煤气 其中的气化剂主要指空气、纯氧和水蒸汽。煤气化所制得的煤气是一种可燃性气体，主要成分为CO 、H 2、CO 2和CH 4，可作为清洁能源和多种化工产品的原料。因此，煤气化技术在煤化工中处于非常重要的地位。 煤气化反应主要在气化炉(或称煤气发生炉、煤气炉)内进行。不同的煤气化技术主要区别在于所用的气化炉的形式不同。 通常，对煤气化技术的评价主要从气化效率、冷煤气效率、碳转化率和有效气体产率四个方面进行。气化效率衡量原料(煤和气化剂)的热值转化为可利用热量(煤气的热值和产生蒸汽的热值)的情况，是最常用的评价指标，标志着煤气化技术的能耗高低。冷煤气效率衡量原料的热值转化为煤气热值的情况，是制得煤气量多少及质量高低的标志。碳转化率衡量煤中有多少碳转化进入到煤气中，是煤利用率高低的标志。有效气体产率衡指单位煤耗能产出多少有效气体(CO+H 2)，是对煤气化技术生产有价值成分效果好坏的评价。这四个指标不完全独立，从不同的方面反映了煤气化技术中人们最关注的问题。 2 煤气化技术的分类 煤气化的分类方法较多，但最常用的分类方法是按煤与气化剂在气化炉内运动状态来分。此法，将煤气化技术分为如下几种。 2.1 固定床气化 固定床气化也称移动床气化，一般以块煤或煤焦为原料。煤由气化炉顶加入，气化剂由炉底送入。流动气体的上升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化，即固体颗粒处于相对固定状态。气化炉内各反应层高度亦基本上维持不变。因而称为固定床气化。另外，从宏观角度看，由于煤从炉顶加入，含有残炭的灰渣自炉底排出，气化过程中，煤粒在气化炉内逐渐并缓慢往下移动，因而又称为移动床气化。目前，国内采用此方法的煤气化技术主要有固定床间歇气化法和加压鲁奇气化法。 2.2 流化床气化 流化床煤气化法以小颗粒煤为气化原料，这些细粒煤在自下而上的气化剂的作用下，保持着连续不断和无秩序的沸腾和悬浮状态运动，迅速地进行着混和和热交换，其结果导致整个床层温度和组成的均一。目前，国内属于此方法的煤气化技术主要有恩德粉煤气化技术和ICC 灰融聚气化法。 2.3 气流床气化 气流床气化是一种并流式气化。气化剂(氧与蒸汽)与煤粉一同进入气化炉，在1500~1900 ℃高温下，将煤部分氧化成CO 、H 2、CO 2等气体，残渣以熔渣形式排出气化炉。也可将煤粉制成 煤浆，用泵送入气化炉。在气化炉内，煤炭细粉粒与气化剂经特殊喷嘴进入反应室，会在瞬间着火，发生火焰反应，同时处于不充分的氧化条件下。因此，其热解、燃烧以及吸热的气化反应，几乎是同时发生的。随气流的运动，未反应的气化剂、热解挥发物及燃烧产物裹挟着煤焦粒子高速运动，运动过程中进行着煤焦颗粒的气化反应。这种运动形态，相当于流态化技术领域里对固体颗粒的“气流输送”，习惯上称为气流床气化。属于此类方法的煤气化技术较多，国内主要有壳牌干粉煤气化法、德士古水煤浆气化法、GSP 干粉煤气化法、航天炉干粉煤气化等[1-3]。 3 国内主要煤气化技术评述 3.1 固定床间歇式气化 块状无烟煤或焦炭在气化炉内形成固定床。在常压下，空气和水蒸汽交替通过气化炉。通空气时，产生吹风气，主要为了积累能量，提高炉温。通水蒸汽时，利用吹风阶段积累的能量，生产水煤气。空气煤气和水煤气以适当比例混合，制得合格原料气。 该技术是20世纪30年代开发成功的。优点为投资少、操作简单。缺点为气化效率低、对原料要求高、能耗高、单炉生产能力小。间歇制气过程中，大量吹风气排空。每吨合成氨吹风气放空多达5000 m 3。放空气体中含CO 、CO 2、H 2、H 2S 、SO 2、NO x 及粉灰。煤气冷却洗涤塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物，对环境污染严重。我国中小化肥厂有900余家，多数采用该技术生产合成原料气。随着能源和环境的政策要求越来越高，不久的将来，会逐步被新的煤气化技术所取代。 3.2 鲁奇加压连续气化 20世纪30年代，由德国鲁奇公司开发。在高温、高压下，用纯氧和水蒸汽，连续通过由煤形成的固定床。氧和煤反应放出的热量，正好能供应水蒸汽和煤反应所需要的热量，从而维持了热量平衡，炉温恒定，制气过程连续。 鲁奇加压气化法生产的煤气中除含CO 和H 2外， 含CH 4高达10 %~12 %，可作为城市煤气、人工天然气、合成气使用。相比较于固定床间歇气化，其优点是炉子生产能大幅提高，煤种要求适当放宽。其缺点是气化炉结构复杂，炉内设有破粘机、煤分布器和炉篦等转动设备，制造和维修费用大，入炉仍需要是块煤，出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净化工艺复杂。 3.3 恩德粉煤气化技术 恩德粉煤气化技术利用粉煤(<10 mm)和气化剂在气化炉内形成沸腾流化床，在高温下完成煤气化反应，生产需要的煤气。 由于所用的原料为粉煤，煤种的适应性比块煤有所放宽，原料成本也得到大幅度降低。得益于流化床的传质、传热效果大大优于固定床，恩德粉煤气化炉的生产能力比固定床间歇制气有较大幅度的提高。由于操作温度不高，导致气化效率和碳转化率都不高，且存在废水、废渣处理困难等问题。此技术多用于替代固定床间歇制气工艺[4-6]。 [收稿日期] 2012-07-21 [作者简介] 付长亮(1968-)，男，河南荥阳人，硕士，高级讲师，主要从事化工工艺的教学与研究。
数字化制造技术课程设计说明书 姓名 学号 班级 起讫时间2016.1.3—2016.1.13 指导老师 南通大学机械工程学院
目录 1、课程设计任务及要求 (2) 2、零件2的Solidworks三维建模 (2) 2.1 底座拉伸建模 (2) 2.2 上部拉伸 (4) 2.3 上部半圆孔拉伸切除 (4) 2.4 零件2三维图 (5) 3、零件2的Mastercam模拟仿真加工 (6) 3.1 铣削底座 (6) 3.2 上部凸台铣削 (7) 3.3 凸台轮廓铣削 (8) 3.4 铣削半圆孔 (8) 3.5 铣削底面 (9) 3.6 钻直径15mm孔 (9) 4、零件1的SolidWorks三维建模 (10) 4.1 零件1旋转拉伸 (10) 4.2 倒圆角 (11) 4.3 拉伸切除孔 (11) 4.4零件1三维建模 (12) 5、零件1的Mastercam模拟仿真加工 (13) 5.1 铣削直径240mm外圆 (13) 5.2 铣上平面 (14) 5.3 铣直径100mm外圆 (15) 5.4 铣第二台阶外圆 (15) 5.5 铣环形槽 (16) 5.6 倒直径240mm外圆和直径100mm外圆圆角 (16) 5.7 加工对称面 (17) 5.8 钻孔M20×4孔 (17) 5.9 钻M50中心孔 (18) 参考文献 (19) 附录1 (20) 附录2 (21)
1、课程设计任务要求 学习并熟练掌握SolidWorks和Mastercam两个软件，并对所给零件图中任选两个零件。对所选的零件应进行SolidWorks三维建模以及Mastercam模拟仿真加工，对于关键步骤应当适应截图并标以文字说明，文字说明应包含所选方法和参数。 2、零件2的Solidworks三维建模 零件2相关尺寸如图（图2.1 零件2图纸），然后进行零件的SolidWorks 三维建模。 图2.1 零件2图纸 2.1底座拉伸建模 采用拉伸造型的方法对零件底座进行拉伸造型。按照尺寸绘制草图（图 2.2 底座拉伸草图），然后拉伸完成底座建模（图2.3 底座三维图）。
目录 摘要 (1) 1绪论 (1) 2数控技术国外现状 (1) 2.1开放结构的发展 (1) 2.2伺服系统 (1) 2.3 CNC系统联网 (1) 2.4功能不断发展扩大 (1) 3数控技术发展趋势 (1) 3.1性能发展方向 (1) 3.2功能发展方向 (1) 3.3体系结构发展方向 (1) 3.4智能化新一代PCNC数控系 (1) 3.5新一代数控技术关键问题 (1) 结语 (1) 参考文献 (1) 致 (1)
数控技术的现状和发展趋势 CNC technology, the status quo and development trends 摘要 本文简要介绍了当今世界数控技术发展的趋势及国外数控技术发展的现状，在此基础上本文从性能、功能和体系结构三个方面介绍了数控技术的发展方向。阐述肯定了当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能并提出了实现文中所述发展方向的关键技术。 关键词：数控，发展趋势，功能，性能，开放性。 Abstract: This paper mainly introduces the current d evelopment ambition of numerical control technology a nd the developing .ON the basis of this the paper introduce the development direction from the aspect s of capacity, function and structure. PCNC is the key technology to achieve this, because PCNC adapt s to the complex producing procedure and is a new generation of intelligence. Key words：NC, trends, features, performance, openness