前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的智能制造中的技术主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
随着经济社会的进步与发展,机电一体化在工业制造生产中的应用越来越广泛。所谓机电一体化,通俗讲就是机械电子学,是电子信息科学技术在工业制造领域中的应用。在当前激烈的市场竞争中,可以说机械化程度的强弱,已经成为企业竞争实力强弱的体现之一。因此,从企业发展的角度看,不断加强机电一体化技术的推进,是企业长久发展直观重要的推动因素。
1机电一体化的意义
所谓机电一体化,主要强调的是将机械技术与电子技术之间的结合,在当前计算机技术的高速发展,再加上网络技术的辅作用,使得机电一体化的发展提升到一个新的高度上来。从客观上来看,机电一体化已经成为集中计算机技术、信息技术与自动化技术等为一体的综合性技术体制。在未来,C电一体化会朝着更为广阔的应用空间发展。
2机电一体化发展的现状
机电一体化技术研究的时间比较常,在发展的初期人们并没有实现电子技术与机械技术的融合,还将其视为分裂的个体,主要是靠电子技术在机械工业中的应用,来提高机械生产效率,提升产品质量。但是,在当时的发展阶段,机械工业与电子没有融合,还是独立的个体存在于机械生产中,使得其发展水平并没有达到预期的水平和目标,应用范围也并不十分广泛,技术没有得到充分发展。
如今的机电一体化技术,尤其是在一些大型企业的生产过程中,涵盖了机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、声学技术、光学技术等。机电一体化技术的发展依赖众多科学技术的发展,机电一体化的发展是为了适合生产的实际需要,机电一体化技术将更加的智能化、模块化和网络化。机电一体化技术能够高度的模拟人脑,对整个的生产过程进行分析和判断,发出各种操作指令,完成复杂的生产,对生产所用的机械设备进行智能控制,整个生产的过程也十分的人性化,电脑代替人脑进行控制大大的减轻了人们工作的负担。当前,在全球化趋势的推动作用之下,工业生产已经并不单纯局限于某一个单独的领域当中,而是就地取材,遍布世界的诸多角落。所以,关于机电一体化的含义也被融入了新理念,因此,在现代化机电一体化技术当中,我们不难看到远程控制技术和远程监视技术的存在。伴随着科学技术的不断发展,机电一体化技术也处于不断完善与发展的过程当中,在未来,势必会突破原有的生产模式,从而对于机电产品的部分标准进行统一与规范。
3机电一体化技术在智能制造中的应用
3.1在自动生产和自动机械中的应用
当前,机电一体化在企业当中已经得到了广泛地应用,其中最为突出的就是智能化制造技术的应用,不仅体现了自动生产线在实际生产当中的运用,也体现了自动机械在实际生产当中的运用。无论是现代传感技术,还是电子技术,在实际生产当中都有着一定的运用。我们将计算机化的制造系统成为柔性制造系统技术,对于这一技术来说,将数控机床、计算机、工业机器人等进行连接,从而成为一个生产网络整体当中的生产技术。其存在着一个显著的优势,就是能够满足于生产部门所提出了相应问题[3]。
3.2计算机的集成化体制
基于当前的战略发展理念,借助于全局动态的形势,能够帮助促进整个计算机集成制造系统的完善与优化。在这一体系当中,其建立与组合,并不单纯是子系统的简单组合,而是立足于当前地系统,将各个部门之间的界线得以突破,在这一系统当中,制造系统是主干系统。对于企业本身来说,在其具有一定的集成性特征时,就能够对于生产因素当中的各项资源进行优化配置,从而在客观上保证生产开发水准的提升,使得企业当中所蕴含的潜力和发展潜力被激发出来。
3.3在工程建设当中的使用
机电一体化在工程建设当中的使用,能够体现在以下几个方面:首先,在建筑物照明系统的应用,在@一功能当中,主要能够通过通信系统和计算机控制系统联合实现的,因此,对于不同时段的照明系统,应当进行有效控制。在这一照明体系当中,对于照明时间的自动控制,能够帮助减少电能损耗,实现智能化控制。其次,在建筑内部空调系统的控制方面,也存在着智能化特征,利用比例积分调节器闭环的形势,从而对于不同季节的空调使用模式进行设置,这样能够实现空调的智能化调节,保证整个建筑物的室内空气的优化,从而最大程度上减少能量的损耗。
4机电一体化未来使用的方向
首先,在当前机电一体化趋势越来越明显的背景之下,其已经开始逐渐朝着微型化的方向发展,而就微型化发展本身而言,体现出来的是对于高新科技产品的发展与完善。就现有状况来看,由于卫星机电一体化产品在题记方面相对比较小,所以损耗的能量也不是很大,能够完成很多任务。
其次,从智能化角度上来看,工业领域对于人工智能的重视程度已经提升到一个新的程度上来,其中不仅涉及到机器人智能应用,也涉及到相应的数控智能应用。虽然当前的数控机床领域,并不能够与人类一样实现完全地智能化,但是,拥有部分人类智能的性能对于提升机电一体化产品的性能有着极强的帮助作用。
再次,无论机电一体化的发展方向如何,其最终目的始终是为人类服务,所以,在实际设计的过程当中,应当尽可能保存人性化的设计,在色彩和造型方面起到一致性,在满足上述条件之后,可以融入艺术性色彩。
5结语
总的来说,机电一体化设计对于人类的影响是极大的,这也是当前现代化经济发展的产物,也是多重高新技术的集合体。因此,在未来研究与发展的过程当中,有必要在智能性方面进行深入研究,从而实现生产方式的深化改革,保证生产质量和效率的提升,与以人为本的发展理念相契合。
参考文献:
种绿色制造技术进行了分析,最后详细探讨了绿色制造技术在机械制造过程中的应用。
关键词:绿色制造技术;机械制造;技术方法;应用
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号:
就目前我国的自然环境现状而言,我国面临着较为严重的生态危机。为了大力发展节能环保,实现可持续发展,国家加大了对各个领域的绿色环保管理力度,尤其是对工业而言,更是应当全面发展绿色生产技术,减少工业生产对环境的污染和破坏。而绿色制造技术就是这样一种能够实现生态工业的现代工业制造技术,在现代工业制造中具有非常大的发展前景,是一项符合可持续发展战略的技术方法。目前,绿色制造技术已经广泛应用在机械制造的设计、材料、工艺、包装以及回收处理等各个方面,成为最具发展潜力的制造技术。
1 绿色制造的概念
绿色制造,是一种综合考虑环境影响和资源效率的绿色制造模式,其目的是从设计、制造、使用到报废处理的整个产品生命周期中,对生态环境的负面影响最小,资源利用率最高,并使加工企业社会效益和经济效益协调化。在将绿色制造模式与传统的制造模式进行分析对比后,可以发现绿色制造要比传统制造多出一个环节,即回收和循环再利用环节。而多出的这个环节,正是绿色制造最大的特点,也是实现资源利用最大化的关键,通过对旧材料或旧机械进行回收,经过加工维修后使其再次发挥作用,提高资源利用效率。
在利用绿色制造技术进行机械制造的过程中,需要注意从五方面注意实现绿色技术,即在机械制造的整个生命周期里,实现绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色包装和绿色回收处理。
2 绿色制造技术方法简述
2 . 1 快速成型技术
快速成型技术,是一项集成了计算机技术、激光技术、数控技术及精密传动等技术于一体的先进制造技术。快速成型技术采用材料“逐层堆积”的原理,可以根据产品的计算机数据,快速地制造出具有一定结构和功能的原型或者产品,可节约资源,又能减少加工废弃物的处理。
2 . 2 干式切削技术
现代干式切削技术,就是要研究、寻找不使用(或少使用)切削液,改善切削条件、满足加工要求的方法。不使用切削液的切削方法主要有:①完全不使用切削液——全干式切削(高速干式切削法);②用气体混合微量剂代替切削液——半干式切削,其使用的是最小技术。采用半干式切削加工后,刀具、工件和切屑都保持干燥,切屑无需处理便可回收利用。
2 . 3 工艺模拟技术
工艺模拟技术通常应用于热加工过程中,通过数值模拟、物理模拟、专家系统相结合来确定最佳工艺参数、优化工艺方案,从而预测加工过程中可能出现的缺陷和防止措施,进而有效控制和保证加工工件的质量,并最大限度地减少污染、节约能源。
3 绿色制造技术在机械制造过程中的应用分析
3 . 1 机械产品的绿色结构设计
绿色结构设计是融机械产品的功能、质量、寿命和环境于一体的绿色设计方法。在机械产品设计之前,考虑好机械产品生命周期中各个环节的环境属性(如:可维护性、可拆卸性、可回收性等),并将它作为一个重要的指导原则。设计目标是制造产品的可制造性、可维修性、可装配性和可循环利用性等,达到缩短新产品上市时间、提高产品质量、改进服务、降低成本、加强环境保护意识,以实现社会、生态、经济的可持续化发展。
3 . 2 机械产品的绿色材料选择设计
材料的选择对于制造技术能否实现生态绿色而言是非常关键的,这是因为材料作为产品的物质基础,材料的特性是要跟随产品的整个使用循环周期的。只有选择绿色材料,才能更大限度的增大绿色制造技术的生态效益。在进行材料选择时,首先应考虑到材料的来源是否较为丰富易得,价格是否经济,以及材料的利用效果和对环境可能产生的污染程度等问题。尽可能的选择原材料易得、无污染、性能良好、经济效益高的材料;其次,将可再生的材料和能够回收再利用的材料作为首选材料,以保护资源、增大资源利用率。第三,应加大新型绿色制造材料的研发力度,研发更多的新型环保绿色材料。
3 . 3 机械产品绿色工艺
机械产品绿色工艺是利用科学材料和先进的科学技术为条件,在传统工业的基础上进行绿色产品制造。而且在进行工程工业生产时,传统工业存在着许多的问题,因此我们在进行工艺加工时,尽量采用机械产品绿色工艺,这样不仅减少了环境的污染,还对工业生产的成本进行了大幅度的节省。绿色制造的产品我们目前可以把它分为3种类型,第一种是节能型,这种类型主要是以节省能源为主。第二种是节资型,这主要是节省资源的消耗;第三中就是环保型,就是在进行产品在生产中和使用后,不会对环境造成污染,而制造的工艺。
3 . 4 机械产品的绿色包装
制造产品的绿色包装是指生产出的商品的包装在自然界中对环境没有污染,而且人们可以对其进行循环利用,从而减少资源的损耗,而且这些包装材料在自然界中可以随着分解者的分解进行自动降级。因此,我们在进行包装生产时,我们不仅要考虑到包装的实用性和美观度,我们还要考虑它们对环境的危害,在经济发展的同时,倡导可持续的生活。
3 . 5 机械产品的绿色回收
机械产品的设计与制造,非常重视绿色制造产品报废后的回收循环再利用,回收循环再利用使传统的制造生产模式从开放式变为部分闭环式。有利于企业进一步改进和完善制造产品的绿色设计。制造产品绿色回收的基本原则是:对还具有使用价值的产品需要通过绿色回收(更换零部件或维修)作为二手产品出售;对没有使用价值的产品首先通过人工拆卸和分解,然后再绿色回收尚可利用的零部件;对不可利用的零部件也要按材料分类进行绿色回收利用,对有毒有害物质还要经过专门工艺进行处理,其他混合物、残渣则焚烧转化为热能进行绿色回收或送填埋工厂。
4 结语
在防治工业生产污染环境的技术中,绿色制造技术是一项行之有效且具有很大应用价值的现代新型环保技术,这对于提高我国制造业的生态制造技术有着重要意义。绿色制造技术并不是单单指产品形成中的绿色技术,而是指制造产品整个生命周期,包括从设计到回收再利用之间所有的环节都涉及到的绿色环保技术。可以预见,大力发展绿色制造技术是控制制造业污染环境的关键技术措施,是未来制造业发展的重要技术方向。
参考文献
[1] 詹霖. 机械制造业的先头兵——快速成型技术[J]. 知识经济. 2010(11)
[2] 赵志洋,娄序蕾,张绍芳,施坪. ZDRH-2000智能集中系统的技术特性及应用[J]. 锻压装备与制造技术. 2009(02)
关键词 医药制造企业 技术创新 创新能力
中图分类号:f407.7; f403.6 文献标识码:c 文章编号:1006-1533(2013)03-0049-03
study on innovation ability
of large and medium-sized pharmaceutical enterprises in china
xiang ying, cao yang
(school of international pharmaceutical business of china pharmaceutical university, jiangsu 211198, china)
abstract based on the data of the large and medium-sized pharmaceutical manufacturing development activities in china’s high technology industry statistics yearbook, the input and output of innovation ability in manufacturing technology of the national large and medium-sized pharmaceutical enterprises are analyzed, which reflected the current situation and the trend of change in the technological innovation and objective evaluation of the problems. the corresponding suggestions are practically proposed.
key words pharmaceutical manufacturing enterprise; technology innovation; innovation ability
创新是知识经济的核心,也是提高医药企业竞争力、促进医药企业经济发展的动力,增强自主创新能力已成为推动经济结构调整和转变经济增长方式的中心环节。本文依据《中国科技统计年鉴(2000-2010年)》及《中国高技术产业统计年鉴(2000-2010年)》等相关数据,从创新投入和产出两个视角客观地评述我国大中型医药制造企业技术创新能力的水平及发展方向。
1 技术创新发展现状
截至2010年,我国的1 106家大中型医药制造企业中,有研发机构的企业为670家,占60.58%;开展研发活动的企业为662家,占59.99%,平均每个有研发活动的企业拥有研发人员83人,比上年的77人增长了7.7%。研发经费支出127万元,比上年增长23.1%。可见,大中型医药制造企业越来越重视技术创新。
2 技术创新活动投入分析
2.1 科技人员的投入
科技人员的投入是衡量技术创新资源投入的重要指标之一,是决定技术创新能力的关键因素。投入强度以科技人员占从业人员的比例表示,人员的素质则通过科学家与工程师的占比来反映[1]。2010年,我国大中型医药制造企业从事研发的人员为55 234人,平均每个企业42人,占全部从业人员的9%。其中科学家和工程师人数为28 195人,占科技人员总数的51%。从历年研发人员投入情况来看,企业科技人员的队伍不断壮大的同时呈现出知识化、专业化的良好趋势。2000-2003年,研发人员平均增长速度为4%,而2005年至2010年的平均增长速度为18%(图1)。可见,我国大中型医药制造业技术创新人员的素质在不断提高,这体现出医药制造业是高技术产业的特点。然而,发达国家医药企业研发人员占从业人员的比例均大于或等于30%,我国大中型医药制造业技术创新人员的投入仍不足。企业人才是决定企业技术创新活动成败和技术创新能力的关键因素之一,我国大中型医药制造业要想获得长久的发展,必须重视高科技人才的引进、培养和激励。
2.2 科技活动经费投入
2.2.1 经费结构
了解企业的资金结构,可以知道主导企业研发创新的中坚力量并定位企业的发展方向[2]。我国大中型医药制造企业的研发经费主要来自于企业自身资金,2010年企业资金占全部研发经费的91%。政府资金占7%,与2009年的6%相比,虽然绝对数量有所增加,但在全部研发经费中所占比例仍然很小。由此说明,企业已经成为技术创新投入的主体。
2.2.2 经费投入强度
企业科技活动经费的投入强度是衡量企业技术创新能力的重要指标。从2000-2010年的企业科技经费投入情况来看,企业内部的科技活动呈逐年上升的趋势,而且近年来增长速度有所加快。2010年全国大中型工业企业研发经费合计为122亿元,比2009年增长23.1%,总额首次超过100亿元。研发活动包括基础研究、应用研究和试验发展3类活动。对于我国大中
医药制造企业来说,试验发展活动仍然是研发活动的主体。2010年,大中型医药制造企业用于基础研究、应用研究的支出占研发总经费的31.7%,而试验发展经费占研发总经费的大部分(68.3%)。
然而,与国外著名制药企业相比,我国医药制造企业用于新产品开发的研发投入水平仍然很低。医药制造业是属于研发密度最高的产业[3],美国、欧洲企业的新药投入占到销售收入的30%以上。我国医药制造业若要获得持续发展,必须进一步加大研发投入的强度。
3 技术创新活动产出分析
3.1 新产品生产及销售情况
技术创新产出能显示企业技术创新能力的综合效果,是评价技术创新能力最重要的指标,而新产品的生产及销售情况能直接反映技术创新产出能力水平。2010年,我国大中型医药制造企业新产品产值和销售收入与2009年相比均有较大幅度增长。共实现新产品产值1 772.2亿元,实现新产品销售收入1 675.5亿元。
从产出效益来看,新产品销售收入呈逐年增长的趋势,占全部产品销售收入的24%左右。2010年新产品出口698.9亿元,占新产品销售收入的41.7%。从这一比例来看,我国大中型医药制造企业的创新效果很好。但创新药品仍主要是仿制药品,出口药品中绝大部分为化学原料药。这一状况表明我国大中型医药制造企业技术创新的含金量低,有待于结构性调整。
3.2 专利申请及拥有情况
专利的数量、水平以及被社会认可和市场接受的程度,最终直接或间接地反映了一个国家的自主技术创新能力和创新竞争力。因此,专利数是国际通用的评价企业自主创新能力和成效的指标。2010年,我国大中型医药制造企业专利申请数量达5 767件,比上一年增加982件,同比增加21%;有效发明专利数5 672件,比上一年增加2 361件,增长率为45%(图2)。2010年平均每个企业专利申请数为4.35件,有效发明专利数为4.28件,拥有的发明专利数逐年上升。分析发现,我国的化学药物专利申请数量较过去几年有明显上升趋势,中药专利虽然申请较多,但质量差,许多是单处方的变更和罗列,缺乏专利申请所要求的创造性。生物药物专利申请数量稳步上升,但发明的创造性和申请的质量与国外相比差距仍较大 。
3.3 技术引进、消化吸收及再创新情况
2010年,我国大中型医药制造企业为引进国外技术共支出4.84亿元,消化吸收经费支出4.99亿元,购买国内技术支出7.12亿元,技术改造支出60.08亿元。与2009年相比,除技术改造费用降低4.4%外均有所增长。涨幅为:引进国外技术增长14.4%;消化吸收经费支出增长18.5%;购买国内技术支出增长8.6%。但是,值得注意的是,消化吸收经费与引进技术支出经费之比为1.03:1,而日韩的一些制药企业这一比例均已达到5:1至8:1,我们国家消化吸收先进技术的能力还有待加强。技术改造支出虽然同比有所下降,但总体趋势上升且所占比重仍然很高。
4 结语
大中型医药制造业是我国医药行业技术创新的主体力量,近年来,我国大中型医药制造业的创新意识和创新能力都在不断增强,越来越重视研发和创新[4]。无论是研发人员投入还是研发经费投入都呈稳步上升的趋势,逐渐成为医药科技创新的主力军。
我国大中型制药企业技术创新方式和途径主要表现为技术的改造创新。拥有自主知识产权的新药很少,大部分新产品为仿制药品,缺乏国际竞争力。要改变这一困境,本文提出几点策略:一是需要国家加大对大中型制药企业基础研究的投入资金比例,切实地制定有利于制药企业投资新药的政策,使企业逐渐实现从仿制药开发到新药研发投资为主体的转变;二是要不断加强对药品专利及商标等知识产权的保护,规范健全我国新药研发的市场机制,建立市场-研发-生产一体化的运行机制,促使我国新药研发进入良性循环;三是加强技术的发展及应用,技术的发展在于应用,两者是相互影响和促进的。单纯依靠引进技术模仿创新、二次创新或只引进不创新,很难紧跟发达国家技术创新的脚步。我国大中型医药制造企业可以加强与发达国家的合作,特别是与国外的企业和机构进行合作研发,切实地参与到技术创新的主导力量中去。
参考文献
[1] 孙利华, 张敏, 左根永. 试论我国医药生产企业的技术创新[j]. 中国药业, 2004, 13(1): 25-27.
[2] 邹鲜红. 我国大中型医药制造企业的技术创新能力研
究[j]. 药业论坛, 2009, 18(8): 12-13.
[关键词] 多灶性脑出血;血肿清除术;神经生长因子;神经功能
[中图分类号] R743.34 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2016)12(b)-0072-04
Influence of hematoma aspiration assisted with nerve growth factor preparations for the recovery of neurological function in patients with multifocal cerebral hemorrhage
HAO Wenjiong1 ZHE Ganggang1 WEI Jianqiang1 BAI Mangmang1 JIA Yunfeng1 LI Jian1 WANG Maode2
1.Department of Neurosurgery, Affiliated Hospital of Yan'an University, Shaanxi Province, Yan'an 716000, China;2.Department of Neurosurgery, the First Affiliated Hospital of Xi'an Jiaotong University, Shaanxi Province, Xi'an 710061, China
[Abstract] Objective To analyze the influence of hematoma aspiration assisted with nerve growth factor preparations for the recovery of neurological function in patients with multifocal cerebral hemorrhage. Methods Ninety cases of patients with multifocal cerebral hemorrhage admitted to Department of Neurosurgery of Affiliated Hospital of Yan'an University from August 2013 to August 2015 were selected as research subjects, and they were divided into observation group and control group according to the random number table, each group had 45 cases. The control group received hematoma aspiration, the observation group received hematoma aspiration assisted with nerve growth factor preparations. After 15 d, CT scanning was used to test the blood flow parameters of lesions of the two groups, the serum nerve function indexes and the contents of inflammatory factors were detected. Results After treatment for 15 d, the regional cerebral blood flow, regional cerebral blood volume of observation group were higher than those of control group, the mean transit time was lower than that of control group, the differences were statistically significant (P < 0.05); the content of brain-derived neurotrophic factor of observation group was higher than that of control group, the contents of neuron-specific enolase, myelin basic protein, B-type natriuretic peptide precursor were lower than those of control group, the differences were statistically significant (P < 0.05); the contents of serum inflammatory factors interleukin-6, interleukin-10, interleukin-11, tumor necrosis factor-α, high mobility group protein B1 of observation group were lower than those of control group, the differences were statistically significant (P < 0.05). Conclusion Hematoma aspiration assisted with nerve growth factor preparations can increase the cerebral blood flow of patients with multifocal cerebral hemorrhage, optimize the neural function, which has a positive clinical significance.
[Key words] Multifocal cerebral hemorrhage; Hematoma aspiration; Nerve growth factor; Neurological function
多灶性X出血是指脑内同时出现2个或者2个以上病灶的脑出血,具有病情重、病死率高、预后差等临床特点,需早期接受治疗以优化最终结局。急诊血肿清除术是治疗多灶性脑出血的常规方法,在解除颅内血肿压迫的同时避免继发性水肿的发生,但是目前有研究显示单纯血肿清除术在优化患者远期神经功能方面的作用有限,可能与受损神经元功能无法恢复相关[1-2]。鼠神经生长因子(mouse nerve growth factor)是典型的神经生长因子制剂,与人神经生长因子极其相似,可促进正常神经细胞的生长、再生,对受损的神经细胞也有积极的修复作用[3-4]。冯霞等[5]的研究已经证实鼠神经生长因子在提高脑损伤患者神经功能方面的积极作用,较多学者也推荐将其应用于临床脑出血患者的治疗中。本研究将鼠神经生长因子作为血肿清除术的辅助治疗药物应用于多灶性脑出血患者中,重点分析其给患者神经功能方面带来的影响。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2013年8月~2015年8月延安大学附属医院神经外科收治的多灶性脑出血患者90例作为研究对象,纳入标准:①经MRI诊断符合多灶性脑出血诊断标准;②发病前6个月无脑出血、梗死病史;③发病前1个月未服用阿司匹林、华法林等抗凝药物;④患者家属签署知情同意书。排除标准:①伴先天性脑血管疾病;②伴基础性神经功能障碍;③伴所用药物过敏;④伴全身严重感染性疾病;⑤伴心肝肾功能严重异常。按照随机数字表法将90例患者随机分为观察组和对照组,各45例。对照组中男25例,女20例;年龄43~78岁,平均(61.28±9.32)岁;体重48~83 kg,平均(69.83±8.12)kg;脑出血病因:高血压病21例,颅内血管畸形9例,血液疾病6例,颅内恶性肿瘤4例,其他5例。观察组中男24例,女21例;年龄42~79岁,平均(62.74±9.07)岁;体重46~84 kg,平均(69.76±8.55)kg;脑出血病因:高血压病22例,颅内血管畸形8例,血液疾病5例,颅内恶性肿瘤4例,其他6例。两组患者性别、年龄、体重、脑出血病因等一般资料比较差异无统计学意义(P > 0.05),具有可比性。
1.2 方法
对照组采取锥颅穿刺血肿引流术,具体步骤如下:①穿刺部位:以头颅CT所示的最大层面中心为靶点,按三维坐标(X、Y、Z轴)方法,确定血肿穿刺靶点在颅内三维空间中的位置,即指X轴:靶点到外侧头皮距离;Y轴:靶点到前冠状线距离;Z轴:靶点到基线的距离。但要避开血管密集区和重要功能区。②操作步骤:常规消毒,局麻后用尖刀刺破头皮,用颅锥、锥透颅骨刺破硬脑膜,拔出颅锥,在导丝导引下将引流管缓慢地送入血肿中心(即靶点),退出导丝,外接注射器,缓慢负压抽吸,可吸出血肿的液态部分,放置固定引流管,无菌纱布包扎。术后复查头颅CT并确保血肿内引流管安放位置良好。间隔6 h向血肿腔内注射尿激酶3万U,关闭引流管2 h后打开引流,以后每日2次引流管注入尿激酶3万U,关闭引流管2 h后打开引流。3~5 d后待头颅CT证实血肿大部分吸收后可拔出引流管,消毒,包扎穿刺点。
观察组在血肿清除术治疗的基础上,应用鼠神经生长因子制剂进行辅助治疗,具体如下:入院当天开始肌注鼠神经生长因子注射剂(武汉海特生物制药股份有限公司生产,国药准字S20060051)20 μg/次,1次/d,连续应用15 d。
1.3 观察指标
1.3.1 CT血流灌注参数 治疗15 d后,采用常规平扫确定血肿最大层面,自肘正中静脉高压注射显影剂碘海醇(湖南汉森制药股份有限公司,国药准字H20066916)50 mL及生理盐水30 mL,注射速率4.5 mL/s,注射5 s后开始CT扫描。灌注图中将血肿边缘
1.3.2 血清学指标 治疗后15 d,取两组患者空腹肘静脉血2 mL,室温静置并离心取上清液,检测如下指标:①神经功能指标:脑源性神经营养因子(BDNF)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、髓鞘碱性蛋白(MBP)、B型钠尿肽前体(pro-BNP)。②炎症因子:白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)、白介素-11(IL-11)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、高迁移率族蛋白B1(HMGB1)。
1.4 统计学方法
数据录入软件为SPSS 20.0,计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用t检验;计数资料以百分率表示,组间比较采用χ2检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 CT血流灌注参数
治疗15 d后,观察组患者的CT血流灌注参数rCBF、rCBV水平显著高于对照组,MTT水平显著低于对照组,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表1。
2.2 神经功能指标
治疗15 d后,观察组BDNF含量显著高于对照组,NSE、MBP、pro-BNP含量显著低于对照组,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表2。
2.3 炎症因子
治疗15 d后,观察组血清炎症因子IL-6、IL-10、IL-11、TNF-α、HMGB1含量均显著低于对照组,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表3。
3 讨论
多灶性脑出血患者出血量多,继发性水肿明显,引起的躯体功能障碍及神经损伤均较单发性脑出血严重,早期进行血肿清除手术是疾病治疗的基本方法,但是在患者神经功能保护及恢复方面需加入针对性药物以提高疗效[6]。神经生长因子制剂具有促进神经生长、修复损伤神经的作用,鼠神经生长因子是目前临床应用较多的神经生长因子制剂,已经被证实可为损伤神经元提供丰富的营养物质,促使神经功能恢复[7]。本研究将鼠神经生长因子与血肿清除术联合应用于多灶性脑出血患者中,重点探讨鼠神经生长因子辅助治疗在优化患者神经功能方面的作用。
多灶性脑出血患者局部出血量较多,继发水肿的出现可进一步压迫神经组织并加重其功能损伤。颅内血管破裂后对神经元细胞的血供、氧供均出现障碍,随着时间的延长,神经元可发生不可逆转性的坏死[8-10]。早期恢复神经组织血供是临床脑出血治疗的基本原则之一,检测颅内重要血管的血流状况也可间接说明患者的神经功能状态[11]。CT灌注成像是反映颅内血管血流量、血流速度的最可靠方式,本研究在治疗15 d后采用CT灌注成像法检测两组患者的rCBF、rCBV、MTT,发现观察组患者rCBF、rCBV水平较高,MTT水平较低。rCBF、rCBV与颅内缺血区血供状态呈正比,MTT可反映血流阻力及血管微血栓状态[12],以上结果提示鼠神经生长因子的辅助治疗可显著优化多灶性脑出血患者的颅内血供,通过早期恢复神经元细胞的血供来保护其功能。
除了血液供应状态以外,神经元细胞内存在较多特异性分子,其在生理状态下含量稳定,当脑出血等意外事件发生导致内环境平衡破坏时,BDNF、NSE、MBP、pro-BNP等神经功能特异性指标含量可发生相应改变,可直接反映患者神经功能走势[13-14]。BDNF属于内源性神经营养因子,广泛存在于中枢神经系统中,具有保护神经元不受氧化应激损伤、稳定神经元内环境、促进神经干细胞增殖分化等作用,在X出血、癫痫、脑外伤等发生时,BDNF含量可下降。NSE属于糖酵解代谢酶,当脑损伤发生时可从胞内释放进入脑脊液,并从受损的血脑屏障进入血液循环[15]。MBP是神经组织特有蛋白质,在神经组织细胞破坏时可大量释放进入脑脊液并被检测到。pro-BNP是BNP的裂解产物,具有良好的稳定性,已经被证实与脑出血密切相关[16]。脑出血后颅内压增高可一定程度上增加BNP分泌,循环血中pro-BNP含量也随之上升。本研究中,观察组患者治疗15 d后,和对照组相比血清BDNF含量较高,NSE、MBP、pro-BNP含量较低,结合各个因子的生理学作用,说明鼠神经生长因子的加入可有效提高脑出血患者的神经功能,减少神经元损伤。
多项研究均已经证实,炎性反应与脑功能损伤间存在必然联系,严重的炎性反应多预示着治疗预后不良。李迪等[17]研究指出,炎性反应可加剧血脑屏障损害,对神经元及胶质细胞产生毒性作用,直接参与了继发性神经功能损伤的发生发展。IL-6、IL-10、IL-11、TNF-α、HMGB1是目前研究较多的炎症标志性分子,IL-6、IL-11、TNF-α具有积极的促炎作用,当炎性反应发生时其含量大幅上升[18-19]。IL-10属于抗炎因子家族,在炎性反应出现时可反应性分泌增多,当患者病情缓解时其含量也随之下降,与促炎因子含量呈正相关关系。HMGB1是一种核内非组蛋白,可单独作为炎性因子参与炎性反应,也可与其他因子结合成为复合体[20-21]。本研究中,观察组患者治疗15 d后,和对照组相比血清炎症因子IL-6、IL-10、IL-11、TNF-α、HMGB1含量均较低,提示鼠神经生长因子的辅助治疗可有效抑制机体炎性反应,减少炎症因子对神经元功能的直接损失作用,由此发挥间接的神经保护作用,这可能是本研究中患者神经功能改善的机制之一。
综上所述,神经生长因子制剂辅助血肿清除术可增加多灶性脑出血患者的脑血流量,优化神经功能,值得在日后临床实践中推广应用。
[参考文献]
[1] 孙伟,姜艳辉,刘勇,等.颅内血肿开颅血肿清除术后迟发血肿与纤溶改变的临床研究[J] 海南医学院学报,2014, 20(3):391-393.
[2] Miyagi K,Harada S,Tokuyama S. Pancreatic Changes in Nerve Growth Factor/TrkA Associated with Insulin Secretion in Cerebral Ischemia [J]. Biol Pharm Bull,2015,38(11):1747-1751.
[3] 何安邦,周奋,潘德岳,等.锥颅穿刺抽吸引流血肿清除术治疗老年高血压脑出血的疗效[J].中国老年学杂志,2016,36(8):1937-1940.
[4] Matano F,Murai Y,Nakagawa S,et al. Atypical radiological and intraoperative findings of acute cerebral hemorrhage caused by ruptured cerebral aneurysm in a patient with severe chronic anemia [J]. J Nippon Med Sch,2014, 81(4):264-268.
[5] 冯霞,许叶菁,钟瑾,等.鼠神经生长因子制剂对老年脑出血患者神经功能缺损的疗效分析[J].中华老年心脑血管病杂志,2016,18(1):51-54.
[6] 陈@,石磊,李伟荣.42例急性多灶性脑出血临床特点分析[J].临床医药实践,2015,24(2):120-123.
[7] Zhan H,Li S,Sun J,et al. Lettuce glycoside B ameliorates cerebral ischemia reperfusion injury by increasing nerve growth factor and neurotrophin-3 expression of cerebral cortex in rats [J]. Indian J Pharmacol,2014,46(1):63-68. [8] 魏忠荣,韩丹,陆建环,等.CT灌注成像在高血压性脑出血亚急性期的应用研究[J].临床放射学杂志,2015,34(6):876-879.
[9] Wright EA,d'Esterre CD,Morrison LB,et al. Absolute Cerebral Blood Flow Infarction Threshold for 3-Hour Ischemia Time Determined with CTPerfusion and 18F-FFMZ-PET Imaging in a Porcine Model of Cerebral Ischemia [J]. PLoS One,2016,11(6):e0158157.
[10] Malinova V,Dolatowski K,Schramm P,et al. Early whole-brain CT perfusion for detection of patients at risk for delayed cerebral ischemia after subarachnoid hemorrhage [J]. J Neurosurg,2016,125(1):128-136.
[11] Cremers CH,Vos PC,van der Schaaf IC,et al. CT perfusion during delayed cerebral ischemia after subarachnoid hemorrhage:distinction between reversible ischemia and ischemia progressing to infarction [J]. Neuroradiology,2015,57(9):897-902.
[12] Hansen CK,Christensen A,Ovesen C,et al. Stroke severity and incidence of acute large vessel occlusions in patients with hyper-acute cerebral ischemia:results from a prospective cohort study based on CT-angiography(CTA)[J]. Int J Stroke,2015,10(3):336-342.
[13] 燕梅,刘文斌,孙晓萍,等.高压氧对急性脑出血患者脑源性神经营养因子及脑水肿和神经功能的影响[J].中风与神经疾病杂志,2015,32(1):60-63.
[14] 刘文铠.血清pro-BNP和纤维蛋白原联合检测在老年高血压脑出血后并发脑水肿患者甘露醇治疗效果评价中的作用[J].中国老年学杂志,2015,35(11):2971-2974.
[15] Wang T,Duan S,Wang H,et al. Neurological function following cerebral ischemia/reperfusion is improved by the Ruyi Zhenbao pill in a rats [J]. Biomed Rep,2016,4(2):161-166.
[16] 张俊峰.颅脑外伤患者脑血液中IL-6、BNP、CRP表达临床分析[J].海南医学院学报,2015,21(9):1219-1221. [17] 李迪,王文志,孙海欣.脑出血继发性损害中炎性反应的分子生物学标记物[J].中华老年心脑血管病杂志,2016, 18(2):215-218.
[18] Lv M,Zhang D,Dai D,et al. Sphingosine kinase 1/sphingosine-1-phosphate regulates the expression of interleukin-17A in activated microglia in cerebral ischemia/reperfusion [J]. Inflamm Res,2016,65(7):551-562.
[19] Liu X,Liu J,Zhao S,et al. Interleukin-4 Is Essential for Microglia/Macrophage M2 Polarization and Long-Term Recovery AfterCerebral Ischemia [J]. Stroke,2016,47(2):498-504.
[20] Feng Q,Wang YI,Yang Y. Neuroprotective effect of interleukin-6 in a rat model of cerebral ischemia [J]. Exp Ther Med,2015,9(5):1695-1701.
关键词:智能设计技术;农业机械研发;应用探讨
1智能设计技术概述
智能设计技术是近年来逐渐兴起的技术类型,它在传统研发设计的基础上,融入了大数据、智能制造、虚拟现实、智能建模、知识工程等技术形态,并根据行业设计研发的需求,形成适配于行业产品研发生产的一种全新技术形态[1]。换句话说,智能设计技术虽然基于智能制造、大数据、虚拟现实等技术范畴,但在不同行业的应用中却体现出了差异性。本文主要探讨农业机械研发制造中智能设计技术的应用,结合农业机械研发制造行业的具体情况,重点探讨了CAD智能建模技术、知识工程智能技术和虚拟现实智能验证技术三种智能设计技术的应用。
2农业机械研发制造中智能设计技术的应用
2.1CAD智能建模技术及应用
传统的CAD设计技术已被广泛应用在农业机械制造领域,能够辅助农机产品的设计、研发和三维仿真等设计工作,但在产品设计知识的高效利用领域体现了诸多问题,例如:传统CAD技术能够解决农业机械产品研发的结构性问题,但在建模设计知识与建模生成的融合上,存在灵活性、适应性和移植性不强的弊端。基于知识的CAD智能建模技术能够较好地攻克这一难题,该技术以智能化设计为基础,涵盖CAD建模标准规范、材料特性、装配语义、建模融合等新的技术形态,在农业机械研发制造中的应用体现出了新的价值。国内山东农业大学最新研发了一种基于CAD智能建模技术的农机产品制造模型特征提取方法,该方法将三维小波变换和CAD智能建模技术融合在一起,构建了农机产品设计ESB通用智能模型库,技术人员在设计农业机械产品时,可以从智能模型库中直接调取通用的设备模型,并运用三维小波变换进行智能分析,得到匹配性能最佳的产品模型,大大提升了大型复杂农业机械产品研发制造的效率和建模仿真的准确性[2]。
2.2知识工程智能技术及应用
知识工程智能技术源于专家系统的研究分支,贯穿于整个智能设计和制造领域,它以知识设计内容为基础,通过科学的表示、获取和推理过程,获得制造产品的最佳研发方案。以知识推理智能技术为例,它根据待制造产品的设计需求,从已知的知识判断得出新的设计思维方案,通过基于规则、实例和模型的推理过程,完成制造产品的智能设计过程。近年来,随着现代农业机械产品功能和性能的多元化发展,设计一款农机产品所需的知识系统越来越复杂,传统单一的设计推理模式难以满足产品的设计和研发需求,采用集成的多推理知识工程智能技术能够更好地解决现代农机产品研发面临的这一问题。例如:中国农业大学研究了一种基于知识工程的快速设计推理方法,该方法以相似度匹配算法为核心,能够对履带式收获机传动系的机械构件进行快速推理,有效地缩短了产品设计周期,提升了产品的设计智能性[3]。
2.3虚拟现实智能验证技术及应用
虚拟现实技术能够对结构复杂且设计困难的大型农业机械产品研发起到很好的辅助作用,研发人员运用虚拟现实技术能够实现对农机产品结构、外观和进行的仿真建模,在虚拟现实系统中构建真实感很强的运作场景,完成对研发农机产品的仿真运行。近年来,在传统虚拟现实技术的基础上,一种新的虚拟现实智能验证技术被逐渐应用在农业机械研发制造中,该技术不仅能够实现传统虚拟现实技术的所有功能,还能够对仿真的效果进行智能验证,验证的效果与产品开发出的实际使用效果无限接近。例如:中国农业机械化科学研究院采用虚拟现实智能验证技术,开发了基于视景仿真的联合收获机虚拟研发系统,该系统能够在虚拟现实情境下建立联合收获机轮胎模型,并对联合收获机作业过程进行虚拟受力分析,进一步通过对收获机运行时周边环境如农田、树木、草地等地表环境的虚拟建模和仿真,在VegaPrime中设计运动路径,实现了联合收获机作业的3D视景仿真和作业效果测定,结果表明:虚拟环境下的仿真测定结果与后期开发的联合收获机运行效果误差率小于1%[4]。
关键词:自动化技术;机械制造;制造方式;应用分析
前言:机械制造及其自动化目标很明确,就是将机械设备与自动化通过计算机的方式结合起来,形成一系列先进的制造技术,包括CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)、FMS(柔性制造系统)等等,最终形成大规模计算机集成制造系统(CIMS),使传统的机械加工得到质的飞跃。随着自动化技术和各类生产加工设备的发展与成熟,我国的机械制造领域内,自动化技术已经得到了广泛的应用,取得了了长足的进步。但必须指出的是,我国的机械制造自动化技术起步晚,相比欧美发达国家还有着不小的差距,为此我们必须不断提高自身自动化技术,不断完善相关制度和应用方法,形成系统化和集成化的自动化应用技术,推动了机械自动化的改革,突破了传统自动化技术带来的限制性因素,能够满足当前市场生产制造的需要,向自动化的更高阶段努力前行。
1 自动化技术在机械制造中的应用意义
自动化技术是机械制造行业中的一项重要技术,被广泛应用于普遍的机械制造行业中,能够实现对具体加工对象的自动化生产,促进自动化生产链条的完善,能够确保自动化技术在机械制造中的使用的高效和安全。自动化技术是科学技术的产物,在机械制造中的使用是行业发展的必然,能够带动制造行业的快速发展,使加工工艺变得更加精细。
相较于传统的技术工艺,促进了自动化技术工艺的创新,能够在很大程度上有效的节约人力资源,在降低降低工人的劳动强度,改善劳动条件,促进行业生产效率的提高,并能够确保制造业行业的产品质量,显著降低了制造成本。同时,自动化技术在制造业行业的实际应用过程中,对提升经济效益,有效的控制行业成本也具有重要作用,能够实现对整个生产周期的严格把控,有效缩短生产周期,提高生产过程的连续化,促进了产品的更新速度。因此,可知,自动化技术在机械制造行业中的应用,符合行业的发展规律,能够促进行业技术改造和升级发展,对带动行业发展,优化资源配置具有重要作用[1]。
2 机械制造自动化的发展及趋势
(1)高度智能集成性
随着计算机集成制造技术和人工智能技术在制造系统中的广泛应用,带有智能已成为制造自动化系统的主要特征之一。智能集成化制造系统可以根据外部环境的变化自动地调整自身的运行参数,使自己始终处于最佳运动状态,称为系统具有自律能力。智能集成制造系统还具有决策能力,能够最大限度地自行解决系统运动过程中所遇到的各种问题。由于有了智能,系统就可以自动监视本身的运动状态,发生故障则自动给予排除。如发现故障正在形成,则采取措施防止故障的发生。
智能集成化制造系统还应与CIMS的其它系统共同集成为一个有机的整体,以实现信息资源的共享。它的集成性不仅仅体现在信息的集成上,它还包括另一个层次的集成,即人和技术之间的集成,实现人机功能的合理分配,并能够充分发挥人的主观能动性。带有智能的制造系统还可以在最佳加工方法和加工参数选择、加工路线的最佳化和智能加工质量控制等方面发挥重要作用。总之,智能集成制造系统具有适应能力、自学习能力、自修复能力、自组织能力和自我优化能力。因而,这种具有智能的集成化制造系统将是制造自动化系统的主要发展趋势之一。但由于受到人工智能技术发展的限制,智能集成制造自动化系统的实现是个缓慢的过程。
(2)人机结合的适度自动化
传统的制造自动化系统往往过分强调完全自动化,对如何发挥人的主导作用考虑甚少。但在先进生产模式下的制造自动化系统却并不过分强调它的自动化水平,而强调的是人机功能的合理分配,强调充分发挥人的主观能动性。因此,先进生产模式下的制造自动化系统是人机结合的适度自动化系统。这种系统的成本不高,但运行可靠性却很高,系统的结构也比较简单。它的主要缺陷是人的情绪波动会影响系统的运行质量。在先进生产模式下特别是智能制造系统中,计算机可以取代人的一部分思维、推理及决策活动,但绝不是全部。在这种系统中,起主导作用的仍然是人,因为无论计算机如何“聪明”,它的智能将永远无法与人的智能相提并论。
(3)强调系统的柔性和敏捷性
传统的制造自动化系统的应用场合往往是大批量生产环境,这种环境不特别强调系统具有柔性。但先进生产模式下的制造自动化系统面对的却是多品种、小批量生产环境和不可预测的市场需求,这就要求系统具有比较大的柔性,能够满足产品快速更换的要求。实现制造自动化系统柔性的主要手段是采用成组技术和计算机控制的、模块化的数控设备。但这里所说的柔性与传统意义上的柔性却不同,人们称之为敏捷性。传统意义上的柔性制造制系统仅能在一定范围内具有柔性,而且系统的柔性范围是在系统设计时就预先确定了的,超出这个范围时系统就无能为力。但先进生产模式下的制造自动化系统面对的是无法预测的外部环境,无法在规划系统时预先设定系统的有效范围。但由于系统具有智能且采用了多种新技术,因此不管外部环境如何变化,系统都可以通过改变自身的结构来适应此种变化。智能制造系统的这种“敏捷性”比“柔性”具有更广泛的适应性。
(4)功能扩展化
理论上,完整的制造自动化系统应包括毛坯的制备、物料的存储、运输、加工、辅助处理、零件检验、装配、部件及成品测试、油漆和包装等内容,并将它们集成为一个有机的整体。但目前的制造自动化主要是面向零件加工的,其它内容则涉及较少。未来的制造自动化系统应逐步向前扩展到毛坯的自动制备,向后扩展到自动装配、自动测试及自动包装等。
3 结论
在科学技术不断快速发展的背景下,机械自动化已经渗透到社会生产的各个领域中。自动化技术是科学技术的产物,在制造业行业中的应用,是社会发展的必然,直接决定着机械制造业的发展水平。应该推动机械制造行业向着高质量、高速度和高效益的方向发展,确保机械制造行业自动化技术的高效性,对提高机械制造业的工作质量和工作效率,具有重要作用,是一个国家科学技术的产物,能够展现出国家的综合实力。因此,应该推进自动化技术在制造业行业中的推广和应用,提升自动化技术水平和机械制造行业的生产价值。
参考文献
[1]黄甫年. 自动化技术在机械制造中的应用与发展研究[J]. 科技风,2014,16:93.
[2]梅文祥. 机械自动化技术及其在机械制造中的应用探讨[J]. 科技资讯,2013,13:89.
[3]黄天杰. 试论数控自动化技术在机械制造中的应用[J]. 科技展望,2016,06:53.
作者简介
智能控制的性能特征智能控制的技术有如下的几项特点:第一,智能控制技术的核心是通过高层的控制,也就是组织级;第二,智能控制的机器具有非线性等特征;第三,智能控制还具有结构转变的特点;第四,智能控制器具有整体自寻优的特点;第五,智能控制系统应该要能满足多种多样的高性能的要求;第六,智能控制还是一门与相关边缘学科复杂融合的学科类型;第七,智能控制是一门新兴的研究领域技术。
在二十世纪九十年代后期,机电一体化技术开始向智能控制方向发展,同时也开启了机电一体化技术发展的新篇章。在未来的发展过程中,机电技术一体化的发展方向主要就是智能控制技术。正因为如此,机电一体化系统的发展水平就主要由智能控制技术优劣来决定。
在机械制造过程中智能控制的应用机械制造技术是机电一体化系统中重要的组成成分。在当前,发展最先进的机械制造技术就是把智能控制的技术和计算机辅助技术进行有效的结合,共同向智能机械的制造技术方向发展。发展的最终发展就是运用先进的计算机技术取代机械的脑力劳动,从而模拟人类制造机械的行为活动。另外,智能控制技术还利用神经网络系统计算的技术对机械制造的活动动态化的模拟,再通过传感器的融合技术将收集的信息进行处理,然后控制和修改系统中的参数数据。机械制造中智能控制的应用领域有:机械制造系统智能的监测和监控、机械故障的智能诊断、智能学习和智能传感器等。
数控领域中应用的智能控制伴随着现代化科学技术的发展,我国机电一体化技术的发展对数控技术的要求越来越高。不仅需要模拟、延伸、拓展等新型的智能功能,而且还要求数控技术实现智能的编程和监控、建立智能数据库等技术。
机器人领域中应用的智能控制在动力体系中,机器人往往具有非线性、时变性和强耦合等特征。这些特征正好适合在智能控制技术方面运用。目前机器人在智能控制中的主要应用主要表现在:第一,控制机器人手臂动作和活动的智能控制;第二,智能控制机器人在多种传感器中的信息融合以及机器人视觉处理方面的活动;第三,控制机器人的行走轨迹和路径;第四,对由专家控制的机器人运动进行跟踪、监测和定位控制活动的研究。
一、规模
按规模大小FMS可分为如下4类:
1.柔性制造单元(FMC)
FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实现单机柔性化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。
2.柔性制造系统(FMS)
通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。
3.柔性制造线(FML)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。
4.柔性制造工厂(FMF)
FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。
二、关键技术
1.计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
3.人工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今,FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了柔性。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在FMS(尤其智能型)中起着关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术(IMT)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化FMS具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的,它使传感器具有内在的“决策”功能。
4.人工神经网络技术
人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自支化系统中的一个组成部分。
三、发展趋势
1.FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
2.发展效率更高的FML
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的发展趋势。
3.朝多功能方向发展
人工成本日趋上升、产业结构优化升级、国家政策大力扶持,这三大因素将促使工业机器人迎来“春天”。近年来,我国不断出台新的政策支持装备制造业的发展,工业机器人作为高端装备制造中的智能制造装备得到了国家政策的持续支持。作为国家战略性新兴产业之一,机器人技术体现着国家科技的综合实力。
近两年,国家相继出台与机器人相关的政策,推动这个并不算太大、但却对未来的技术、产业和经济至关重要的新兴行业。《计算机世界》特别对2012年以来颁布的相关产业政策进行梳理,从政策利好角度厘清机器人产业成长的推手。
2012年4月,科技部出台《智能制 造科技发展“十二五”专项规划》和《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》,提出“十二五”期间将重点培育发展工业和服务机器人新兴产业,并明确支持工业机器人行业发展,包括攻克工业机器人本体、精密减速器、伺服驱动器和电机、控制器等核心部件的共性技术,自主研发工业机器人工程化产品,实现工业机器人及其核心部件的技术突破和产业化。
2012年5月,工业和信息化部印发《高端装备制造业“十二五”发展规划》,在发展重点和方向部分,将工业机器人列为核心智能测控装置与部件之一。同时,在重大工程与区域发展重点中提到,将围绕智能制造过程中的感知、决策、执行3个关键环节,突破新型传感、高精度运动控制、故障诊断与健康维护等关键技术。大力推进智能仪表、自动控制系统、工业机器人、关键执行和传动零部件的开发和产业化,开发基于机器人的自动化成形与加工装备生产线、自动化仓储与分拣系统以及数字化车间等一批典型标志性重大智能制造成套装备,推进智能制造技术、智能测控装备和智能基础制造装备在石油化工、煤炭开采、发电、环保、纺织、冶金、建材、机械加工、食品加工等典型制造领域中的示范应用。到2015年,智能制造装备技术创新体系初步建成,具有知识产权的智能测控装置及关键执行和传动零部件研制能力显著增强。
2012年8月,财政部公布了2012年智能制造装备项目拟支持单位名单,共有64个项目入围。其中,多家上市公司相关领域项目将获国家资金支持,包括:潍柴动力的WP5/7系列发动机柔性自动化装配生产线、软控股份和赛轮股份的轮胎行业工业机器人产业化、宝信软件的基于开放式标准总线大型自控系统等。