第一篇：海上自動(dòng)化系統(tǒng)在油氣田開發(fā)生產(chǎn)中的應(yīng)用

海上自動(dòng)化系統(tǒng)在油氣田開發(fā)生產(chǎn)中的應(yīng)用

作者：周魯川 鞏… 文章來源：勝利油田海洋石油開發(fā)公司 點(diǎn)擊數(shù)：

241 更新時(shí)間：2008-7-3 20:48:44 自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及規(guī)模

埕島油田自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)合海上生產(chǎn)單位的管理體制，從平臺(tái)的布局、功能、生產(chǎn)管理方式等實(shí)際出發(fā)，將整個(gè)系統(tǒng)設(shè)為三級(jí)。

第一級(jí)為陸地中心站(設(shè)在公司辦公樓)：根據(jù)整體方案，陸地中心站既是埕島油田生產(chǎn)信息中心,也是生產(chǎn)指揮中心。在陸地中心站可以監(jiān)視整個(gè)埕島油田的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，處理油田生產(chǎn)信息，打印油田生產(chǎn)報(bào)表。另外，陸地中心站與外部信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入公司信息站的ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行長(zhǎng)期存儲(chǔ)，同時(shí)工程地質(zhì)技術(shù)人員可通過網(wǎng)絡(luò)獲取必要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行油井生產(chǎn)情況分析。

第二級(jí)為中心平臺(tái)站(設(shè)在中心平臺(tái)控制室)：中心平臺(tái)控制室的計(jì)算機(jī)可以監(jiān)控中心平臺(tái)站及周圍所屬衛(wèi)星平臺(tái)站的生產(chǎn)運(yùn)行情況，并通過數(shù)字微波向陸地中心站傳送數(shù)據(jù)。

第三級(jí)為衛(wèi)星平臺(tái)站(設(shè)在采油平臺(tái)上)：衛(wèi)星平臺(tái)站負(fù)責(zé)監(jiān)視及控制衛(wèi)星平臺(tái)的生產(chǎn)運(yùn)行情況。衛(wèi)星平臺(tái)站為無人值守站，其主要配置和功能如下：

·各類一次儀表。檢測(cè)油水井、工藝設(shè)備、可燃?xì)怏w和火災(zāi)等測(cè)控參數(shù)，并將測(cè)控參數(shù)傳送給遠(yuǎn)程終端RTU，同時(shí)執(zhí)行RTU的控制命令。

·遠(yuǎn)程終端RTU一套。負(fù)責(zé)接收一次表輸出的信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、判斷，并將判斷結(jié)果通過無線信道發(fā)往中心平臺(tái)控制室，同時(shí)接收中心平臺(tái)控制室發(fā)來的控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)的遙測(cè)遙控?！DS4000無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備一套。用于與中心平臺(tái)站的無線數(shù)據(jù)傳輸。

SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸采用兩級(jí)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，即陸地中心站對(duì)中心平臺(tái)站，中心平臺(tái)站對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)站。

(1)陸地中心站對(duì)中心平臺(tái)站無線通訊設(shè)備選用美國(guó)MDS公司的擴(kuò)頻微波系統(tǒng)，傳輸距離≥50Km，傳輸容量為2MBPS，以自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸為主，兼顧語(yǔ)音、圖象等多媒體傳輸。

(2)中心平臺(tái)站對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)站無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備選用美國(guó)MDS4000系列的無線電臺(tái)系統(tǒng)，傳輸距離≥12Km，傳輸速率為9600BPS。通訊方式為一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)。

目前，埕島油田自動(dòng)化系統(tǒng)已建成三套冗余的SCAN3000系統(tǒng)、38套遠(yuǎn)傳終端RTU和2臺(tái)就地PLC。見下圖(自

動(dòng)

化

測(cè)

控

系

統(tǒng)

結(jié)

構(gòu)

圖)

。自動(dòng)化系統(tǒng)的功能及改進(jìn)(1)系統(tǒng)功能

埕島油田自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)于1998年11月份部分平臺(tái)開始試運(yùn)行，2000年8月份采油平臺(tái)開始撤人，自動(dòng)化系統(tǒng)投入正式運(yùn)行。目前，已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控的無人值守井組平臺(tái)31座，單井平臺(tái)3座，占設(shè)計(jì)方案中衛(wèi)星平臺(tái)數(shù)的90%。自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的主要功能包括： ① 機(jī)采井監(jiān)控

目前，海上生產(chǎn)以電潛泵和螺桿泵井為主，因此機(jī)采井的管理是油田生產(chǎn)管理最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。海上自動(dòng)化系統(tǒng)充分考慮到了這個(gè)因素，每口電泵井都安裝了三相電流傳感器、電壓傳感器器、運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)、油壓、套壓、回壓壓力變送器、油溫變送器、啟停控制裝置，以及保護(hù)中心裝置；每口螺桿泵井安裝了電流傳感器、電壓傳感器、啟?？刂蒲b置?？蓪?shí)現(xiàn)機(jī)采井泵的遠(yuǎn)程啟停、超限報(bào)警停機(jī)和油井的油壓、套壓、回壓、溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)，使管理人員能及時(shí)了解電泵、螺桿泵的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，包括電泵井的缺相、短路、過載、欠載以及螺桿泵井供液情況，為機(jī)采井的優(yōu)化管理提供可靠的技術(shù)支持。

② 原油升溫設(shè)備測(cè)控

安裝電加熱器進(jìn)出口溫度傳感器后，可檢測(cè)電加熱器的工作狀況以及計(jì)量輸油的油溫情況，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，衛(wèi)星平臺(tái)上的電加熱器自身為一閉環(huán)控制，因此只需檢測(cè)其工況即可。

③ 自動(dòng)選井計(jì)量

遙控井口電動(dòng)三通閥，通過液氣兩相分離器(通過浮球控制的三通調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)氣液分流，實(shí)現(xiàn)分離)、質(zhì)量流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)，實(shí)現(xiàn)遙控自動(dòng)選井計(jì)量。計(jì)量時(shí)，質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量液體，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)計(jì)量氣體，并且將檢測(cè)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)往中心平臺(tái)站和陸地中心站。

④ 安全系統(tǒng)監(jiān)控

井口及井下安全閥監(jiān)控 根據(jù)海上作業(yè)規(guī)程要求，海上油氣井井下管柱均下有井下安全閥，井口裝置配有井口安全閥，以便在事故狀態(tài)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)油井的可靠控制，在井口、井下安全閥控制柜上裝有壓阻壓力變送器和緊急關(guān)斷閥，并通過平臺(tái)可編程控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)油井安全閥壓力的檢測(cè)和安全閥的搖控緊急關(guān)斷。平臺(tái)油井的安全閥系統(tǒng)不能通過平臺(tái)可編程控制器自行關(guān)斷，只有在非常緊急的情況下，由陸地中心站或中心平臺(tái)站向平臺(tái)RTU發(fā)出3次以上關(guān)斷命令并確認(rèn)后而關(guān)斷，排除了可能的誤報(bào)警自動(dòng)關(guān)斷。

平臺(tái)油氣泄漏監(jiān)測(cè) 在平臺(tái)四周及關(guān)鍵部位安裝了可燃?xì)怏w探測(cè)器，檢測(cè)油氣在空氣中的濃度，達(dá)到監(jiān)測(cè)油氣泄漏的目的，確保平臺(tái)設(shè)施安全生產(chǎn)，同時(shí)可以根據(jù)報(bào)警情況而采取相應(yīng)的措施。

火災(zāi)煙霧報(bào)警監(jiān)測(cè) 在計(jì)量平臺(tái)安裝了感溫探頭、平臺(tái)配電間安裝了感煙探頭來探測(cè)平臺(tái)可能發(fā)生的火災(zāi)情況，并將檢測(cè)到的情況通過遠(yuǎn)程終端RTU，上傳到中心平臺(tái)和陸地中心站，根據(jù)報(bào)警情況，提示操作人員采取果斷措施，將平臺(tái)損失減少到最低程度。

平臺(tái)海管進(jìn)出口溫度、壓力監(jiān)測(cè) 在每個(gè)平臺(tái)海管的進(jìn)出口都安裝了溫度傳感器和壓力變送器，通過對(duì)海管溫度壓力的監(jiān)測(cè)，達(dá)到檢測(cè)某一段海管是否堵塞、破損的目的。

分離器高低液位監(jiān)測(cè) 在氣液兩相分離器上，安裝有高低液位控制器，來監(jiān)測(cè)分離器高低液位。根據(jù)液位報(bào)警情況，工作人員就可以了解到分離器及浮球連桿的工作情況。確保選井計(jì)量順利實(shí)施和計(jì)量設(shè)施的安全。

采油平臺(tái)入海管緊急關(guān)斷 在平臺(tái)原油匯管入海管處裝有海管緊急關(guān)斷閥，一旦采油平臺(tái)出現(xiàn)嚴(yán)重漏油事件，通過遙控緊急關(guān)斷閥的關(guān)斷，達(dá)到平臺(tái)與海管隔離的目的，將可能出現(xiàn)的污染降低到最低程度，保證平臺(tái)安全生產(chǎn)。

自動(dòng)化系統(tǒng)的投產(chǎn)減少了井組平臺(tái)的生產(chǎn)管理人員，系統(tǒng)投產(chǎn)前，每座井組平臺(tái)需要4名管理人員，投產(chǎn)后，僅需2名平臺(tái)維護(hù)人員，31座撤人平臺(tái)可減少管理人員62名，另外，自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施也減少平臺(tái)建造面積及生活設(shè)施配置，降低了平臺(tái)造價(jià)。

(2)系統(tǒng)特點(diǎn)及先進(jìn)性

① 以PLC為核心控制器組成SCADA系統(tǒng)

RTU(遠(yuǎn)程終端控制器)憑著適應(yīng)惡劣環(huán)境、可靠性高、耗電少等特點(diǎn)在傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，而本系統(tǒng)的RTU位于配電室內(nèi)，環(huán)境較好，也有充足的電力供應(yīng)，因此在設(shè)計(jì)之初就考慮以通用PLC為核心，配數(shù)傳電臺(tái)組成RTU。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格適中、編程維護(hù)方便、配件充足，也便于以后升級(jí)。本系統(tǒng)采用AB公司的SLC 500系列PLC和MDS的數(shù)傳電臺(tái)組成RTU，事實(shí)證明是成功的。

② 整體結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

由于我們從設(shè)計(jì)、選型、組態(tài)、編程，到現(xiàn)場(chǎng)施工、調(diào)試、投運(yùn)，直至改造全程參與，所以整個(gè)系統(tǒng)從現(xiàn)場(chǎng)儀表、儀表柜、RTU柜，到測(cè)控點(diǎn)分配、系統(tǒng)組態(tài)編程均為結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，降低了編程工作量，方便現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)及維護(hù)。

③ 應(yīng)用雙冗余SCADA系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用SCAN 3000作為SCADA系統(tǒng)軟件，硬件配置及軟件均為雙冗余配置。以中心1號(hào)平臺(tái)站為例，正常情況下SCANCP1A為主機(jī)，SCANCP1B為備機(jī)，當(dāng)主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)連接出現(xiàn)故障時(shí)，備機(jī)自動(dòng)切換為主機(jī)，保證系統(tǒng)監(jiān)控不間斷。主機(jī)與備機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)連接也是雙冗余配置，任一條鏈路故障不會(huì)影響系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)。

④ 擴(kuò)頻微波多媒體傳輸技術(shù)

海上平臺(tái)遠(yuǎn)離陸地、環(huán)境惡劣，交通極為不便，要求有一套完善的通訊手段做保證。埕島油田自動(dòng)化采用了先進(jìn)的擴(kuò)頻微波通訊設(shè)備，集數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖象傳輸于一體。數(shù)據(jù)傳輸用于埕島油田生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)傳到陸地監(jiān)控中心；語(yǔ)音傳輸用于生產(chǎn)指揮調(diào)度；圖象傳輸用于電視會(huì)議。

(3)存在問題及改進(jìn)

① 自動(dòng)化計(jì)量技術(shù)的改進(jìn)

海上井組平臺(tái)自動(dòng)計(jì)量是通過遙控電動(dòng)三通閥，將所需計(jì)量的油井倒入計(jì)量管線實(shí)現(xiàn)的。自去年8月份井組平臺(tái)撤人后，由于種種原因，油井自動(dòng)化計(jì)量的精確度受到了很大的影響。針對(duì)這種情況，我們影響油井自動(dòng)化計(jì)量的主要原因進(jìn)行了認(rèn)真地分析，主要包括以下幾個(gè)方面：

電動(dòng)三通閥存在問題 油井自動(dòng)化計(jì)量是根據(jù)電動(dòng)三通閥的反饋信號(hào)來判斷正在計(jì)量的油井井號(hào)及產(chǎn)量的，及當(dāng)系統(tǒng)收到所需計(jì)量油井電動(dòng)三通閥的計(jì)量狀態(tài)反饋信號(hào)，而該井組其它油井都在混輸狀態(tài)，則判斷該口油井正在計(jì)量，并將質(zhì)量流量計(jì)信號(hào)和氣體流量計(jì)信號(hào)進(jìn)行累積，從而得出該口油井的產(chǎn)液量和產(chǎn)氣量。根據(jù)這種判斷，如果井組平臺(tái)有一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)三通閥損壞，不能輸出反饋信號(hào)，則程序的自動(dòng)判斷出現(xiàn)混亂，影響了自動(dòng)化計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

流量計(jì)量程不合適 質(zhì)量流量計(jì)原設(shè)定量程為0－20t/h，而目前館陶組油井平均日液能力為46t/d，因此，質(zhì)量流量計(jì)量程設(shè)定與實(shí)際情況存在一定的偏差，影響了計(jì)量精度；氣體流量計(jì)原參數(shù)設(shè)定為工況下的產(chǎn)量，不便于日常應(yīng)用，需要重新設(shè)定；

根據(jù)以上分析，我們主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)，提高了油井自動(dòng)化計(jì)量的準(zhǔn)確度。

系統(tǒng)程序修改 針對(duì)系統(tǒng)程序方面存在的不足，我們進(jìn)行了修改，增加了自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，即電動(dòng)三通閥都正常工作的油井，使用自動(dòng)計(jì)量功能；對(duì)電動(dòng)三通閥損壞(無反饋信號(hào))的油井使用手動(dòng)計(jì)量功能。同時(shí)，為便于操作，每個(gè)井組平臺(tái)增加了一幅計(jì)量畫面，顯示該井組所有油井的計(jì)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。(見下圖)

調(diào)整流量計(jì)量程 氣體流量計(jì)統(tǒng)一換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的產(chǎn)量，并根據(jù)各井組實(shí)際情況進(jìn)行不同設(shè)置。對(duì)于產(chǎn)氣量特別大的井組(如CB11G、CB25A)量程設(shè)定為0-700 m3/h，其余井組設(shè)定為0-250 m3/h。質(zhì)量流量計(jì)量程統(tǒng)一設(shè)定為0-10t/h。

加強(qiáng)電動(dòng)三通閥的維修 對(duì)于損壞的電動(dòng)三通閥及時(shí)進(jìn)行維修，以保證遙控倒井的正常進(jìn)行，截至2001年10月底，累積維修電動(dòng)三通閥40余井次。目前電動(dòng)三通閥的完好率達(dá)到90％以上，保證了遙控倒井的順利進(jìn)行。

通過以上各項(xiàng)措施，既滿足了最大產(chǎn)量計(jì)量要求，又減小了計(jì)量誤差，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性大大提高，目前，應(yīng)用自動(dòng)化計(jì)量的31座撤人平臺(tái)，取得了良好的效果。

② 電加熱器遙控技術(shù)的實(shí)施，提高了平臺(tái)運(yùn)行生產(chǎn)安全

海上井組平臺(tái)電加熱器采用自身溫控設(shè)備實(shí)行回路調(diào)節(jié)，即根據(jù)原油溫度的高/低的判斷，實(shí)現(xiàn)電加熱器的停/啟。海上井組平臺(tái)撤人后，一旦電加熱器本身的回路調(diào)節(jié)失效，將會(huì)造成嚴(yán)重后果。CB11F、CB27A井組平臺(tái)曾出現(xiàn)過電加熱器自身溫控調(diào)節(jié)失效，造成電加熱器干燒的現(xiàn)象，影響了海上的安全生產(chǎn)。針對(duì)這種情況，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要，我們提出了電加熱器遙控強(qiáng)制啟停技術(shù)改造方案，同時(shí)改造電加熱器本身溫控設(shè)備，以達(dá)到雙重保險(xiǎn)的作用。電加熱器改造完畢后，主要具有以下功能：

在電加熱器上增加了熱電偶傳感器，實(shí)現(xiàn)了多級(jí)溫度傳感； 主測(cè)量?jī)x器選擇進(jìn)口器件，提高了測(cè)量精度及穩(wěn)定性； 實(shí)現(xiàn)了高/低溫停/啟，高溫截止，高溫跳閘三級(jí)溫控調(diào)節(jié)；

電加熱器加溫時(shí)處于一個(gè)模糊加溫狀態(tài)，無大電流沖擊現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了主開關(guān)和可控硅的緩沖保護(hù)； 實(shí)現(xiàn)了中心平臺(tái)對(duì)井組平臺(tái)電加熱器的遙控啟停。

電加熱器的自動(dòng)化改造目前已完成18座平臺(tái)的工作量，預(yù)計(jì)2001年年底之前全部完成。管理經(jīng)驗(yàn)

海上井組平臺(tái)撤人后，自動(dòng)化管理工作的重要性大大提高，為提高自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和運(yùn)行質(zhì)量，為油田開發(fā)管理服務(wù)和提供技術(shù)支持，保障公司原油產(chǎn)量的穩(wěn)定發(fā)展，在自動(dòng)化管理方面我們主要做了以下工作：

(1)加大儀表維修維護(hù)的管理力度

針對(duì)海上平臺(tái)撤人初期，存在部分遺留問題的實(shí)際情況，我們組織開展了樣板平臺(tái)建設(shè)工作，完成了CB1B、CB4B、CB25A、CB1C等4座樣板平臺(tái)，自動(dòng)化數(shù)據(jù)全準(zhǔn)率達(dá)到98%以上。其余平臺(tái)以樣板平臺(tái)為標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)自動(dòng)化存在問題，積極開展整改工作，大大提高了自動(dòng)化數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，滿足了正常生產(chǎn)的需要。另外，利用春秋季季電網(wǎng)檢修的有利時(shí)機(jī)，對(duì)所有油井進(jìn)行了遙控開關(guān)井測(cè)試和海管緊急切斷閥的調(diào)試工作，保證海上安全生產(chǎn)。

(2)加強(qiáng)規(guī)章制度建設(shè)

根據(jù)海上生產(chǎn)實(shí)際，結(jié)合自動(dòng)化系統(tǒng)投產(chǎn)后的實(shí)際運(yùn)行情況，我們于2001年1月1日開始實(shí)施了《自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行管理規(guī)定》，明確了各有關(guān)單位和人員的職責(zé)，制訂了儀表巡檢、維護(hù)、校驗(yàn)等管理規(guī)定和具體的考核辦法，同時(shí)，在具體實(shí)施過程中，為方便自動(dòng)化管理，先后建立健全了《儀表維修維護(hù)臺(tái)帳》、《油井開關(guān)井測(cè)試記錄》、《系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)記錄》、《油水井作業(yè)期間自動(dòng)化管理制度》等資料和制度。以上制度的建立，提高了自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平。

(3)加強(qiáng)油井跟蹤分析

自動(dòng)化錄取數(shù)據(jù)具有儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，采樣間隔短，數(shù)據(jù)精度高等特點(diǎn)。因此，井組平臺(tái)撤人后，為了充分發(fā)揮自動(dòng)化系統(tǒng)的作用，我們充分利用自動(dòng)化系統(tǒng)的這一優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行油井跟蹤分析工作，每天校對(duì)油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析數(shù)據(jù)波動(dòng)趨勢(shì)。

通過分析油井的溫度、油壓、回壓、套壓、電流、電壓以及計(jì)量數(shù)據(jù)，可以對(duì)每口油井的生產(chǎn)情況進(jìn)行有效的分析，對(duì)數(shù)據(jù)波動(dòng)較大的油井進(jìn)行24小時(shí)重點(diǎn)跟蹤分析，及時(shí)確定油井出現(xiàn)問題的原因；通過干溫、干壓、加熱器溫度等數(shù)據(jù)，可以判斷海管波動(dòng)趨勢(shì)、加熱器工作狀態(tài)，分析該井組的生產(chǎn)情況。下步措施和建議

(1)定期進(jìn)行系統(tǒng)檢修工作

自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)儀表線路數(shù)量繁多，隨著使用壽命的延長(zhǎng)，必然出現(xiàn)一些在日常生產(chǎn)管理中不易被發(fā)現(xiàn)的問題。因此，自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)每年統(tǒng)一進(jìn)行檢修，除在電網(wǎng)檢修期間進(jìn)行油井遙控啟停和安全閥、緊急關(guān)斷閥的開關(guān)功能測(cè)試外，還應(yīng)每年定期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)儀表和線路的檢修工作，并定期進(jìn)行儀表標(biāo)定工作。在檢修過程中，要對(duì)自動(dòng)化儀表數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行逐一對(duì)比，對(duì)于出現(xiàn)的問題，及時(shí)進(jìn)行解決，保證自動(dòng)化系統(tǒng)各項(xiàng)功能的正常實(shí)現(xiàn)。

(2)加強(qiáng)儀表和設(shè)備的維護(hù)工作

自動(dòng)化儀表和設(shè)備是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遙測(cè)遙控功能的關(guān)鍵，其工作精度和穩(wěn)定性直接影響到系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，加上海上特殊的工作環(huán)境，必需加強(qiáng)儀表和設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作，嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行儀表和設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)和檢修工作。特別是要加強(qiáng)油井作業(yè)期間儀表和設(shè)備的維護(hù)、檢修工作，除對(duì)作業(yè)井進(jìn)行儀表拆除和保護(hù)外，還要對(duì)臨近的油井加強(qiáng)保護(hù)。對(duì)于作業(yè)后改變泵型或控制柜的油井，要立即進(jìn)行遙控開關(guān)井、電流電壓傳感器等線路的修復(fù)和測(cè)試工作。

(3)建立全方位的系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)

隨著電力自動(dòng)化和圖像監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施，加上現(xiàn)有的自動(dòng)化系統(tǒng)和雷達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)，將形成一套完整的自動(dòng)化管理系統(tǒng)。因此，有必要建立全方位的系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)，明確各有關(guān)單位和人員的職責(zé)，保障各個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

(4)進(jìn)一步開發(fā)完善系統(tǒng)功能和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，讓自動(dòng)化在油田開發(fā)、工程、地質(zhì)技術(shù)工作中充分發(fā)揮效益

目前從公司信息網(wǎng)上獲得的自動(dòng)化監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，存在查詢速度慢，采樣周期長(zhǎng)，存儲(chǔ)時(shí)間短等缺陷，為了使工程地質(zhì)技術(shù)人員能夠更好、更快的獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)行高質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析，我公司將進(jìn)一步開發(fā)完善自動(dòng)化監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能，達(dá)到網(wǎng)上數(shù)據(jù)的傳遞和顯示基本與陸地中心站的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)同步，使自動(dòng)化在油田開發(fā)、工程、地質(zhì)技術(shù)工作中充分發(fā)揮效益。結(jié)束語(yǔ)

埕島油田自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)采用了先進(jìn)的儀表及系統(tǒng)技術(shù)，它的實(shí)施給油田的生產(chǎn)管理帶來了新的活力。我們應(yīng)結(jié)合埕島油田的生產(chǎn)實(shí)際，認(rèn)清系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，開創(chuàng)一條具有埕島油田特色的自動(dòng)化生產(chǎn)管理的新路子，努力適應(yīng)海上發(fā)展的需要，不斷提高海上油井管理水平。

第二篇：論農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)在甘蔗制糖生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要介紹農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)在甘蔗制糖生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)踐。實(shí)踐表明，該農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)投入甘蔗制糖生產(chǎn)中后，在保證甘蔗新鮮度，提高甘蔗糖分，保證高產(chǎn)糖率方面發(fā)揮了較為重要的作用，降低了制糖生產(chǎn)成本，且投資較省，經(jīng)濟(jì)效益顯著。關(guān)鍵詞 甘蔗；農(nóng)務(wù)；制糖；管理軟件1 概述南寧糖業(yè)股份有限公司創(chuàng)建于1999年，是由南寧市6家大中型制糖、造紙企業(yè)組成的國(guó)有控股上市公司，經(jīng)過幾年的發(fā)展，企業(yè)規(guī)模不斷壯大，截至目前已控股（參股）了16家企業(yè)。目前南寧糖業(yè)主要的生產(chǎn)能力為：日榨甘蔗2.7萬(wàn)噸，年產(chǎn)機(jī)制糖50萬(wàn)噸，機(jī)制紙5萬(wàn)噸，商品蔗渣漿10萬(wàn)噸，食用酒精3萬(wàn)噸，公司年產(chǎn)糖量約占廣西食糖產(chǎn)量的10，占全國(guó)食糖產(chǎn)量的5，主導(dǎo)產(chǎn)品碳酸法和亞硫酸法白砂糖，曾多次榮獲國(guó)家、行業(yè)、區(qū)、市獎(jiǎng)勵(lì)，并被國(guó)內(nèi)外著名的百事可樂、可口可樂、健力寶等廠家列為原料定點(diǎn)廠。20xx/20xx年榨季總榨甘蔗371.77萬(wàn)噸，20xx年公司銷售收入突破20億元。目前，南寧糖業(yè)形成了以甘蔗制糖為主，綜合利用制糖過程產(chǎn)生的廢糖蜜、甘蔗渣制造酒精、商品蔗渣漿，以蔗渣漿生產(chǎn)機(jī)制紙及其他制品的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，甘蔗成為公司產(chǎn)業(yè)鏈的最主要生產(chǎn)原料。在制糖生產(chǎn)中，甘蔗成本約占食糖成本的70，且制糖生產(chǎn)要求所榨甘蔗糖分高、新鮮度好，以提高產(chǎn)糖率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，所以農(nóng)務(wù)管理是制糖生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，是影響制糖企業(yè)效益好壞的主要因素，更牽扯到廣大蔗農(nóng)的利益，涉及面較廣。為了較好地兼顧糖廠和蔗農(nóng)的利益，就要下大力氣抓好農(nóng)務(wù)管理，且只能走高效、低耗的道路。近年來，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，利用信息化技術(shù)來改造傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，優(yōu)化企業(yè)的物流、信息流、資金流，充分利用企業(yè)內(nèi)的各項(xiàng)資源，建立更高效、更合理的業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理的整體最優(yōu)化，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，降低運(yùn)營(yíng)成本已成為企業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和迫切需要。為此，南寧糖業(yè)成立了企業(yè)信息化建設(shè)項(xiàng)目工作小組，在20xx年啟動(dòng)信息化建設(shè)，遵循“總體規(guī)劃，分布實(shí)施”的原則，依據(jù)實(shí)用、高效、可拓展的要求，統(tǒng)一組織了企業(yè)信息化建設(shè)的總體規(guī)劃和分布實(shí)施方案。在第一期的信息化建設(shè)中，先后投入230多萬(wàn)元，首先建成了綜合報(bào)表查詢、倉(cāng)庫(kù)、農(nóng)務(wù)管理三個(gè)管理軟件系統(tǒng)。第一期建設(shè)完成后，使用倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)取得了公司降低庫(kù)存資金300多萬(wàn)元，使用農(nóng)務(wù)系統(tǒng)的糖紙廠、伶俐糖廠因提高甘蔗蔗糖分而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益500多萬(wàn)元的良好效果。按公司信息化建設(shè)原來的規(guī)劃：先期開發(fā)的農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)在試用廠應(yīng)用成熟后，再推廣到公司其他廠使用。但由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)實(shí)施等原因，20xx/20xx版農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)不具備較好的適用性、擴(kuò)展性，不能較好滿足各直屬?gòu)S的需求，只能推廣到兩個(gè)廠使用，而且各直屬?gòu)S原有的農(nóng)務(wù)系統(tǒng)都不具備這樣的條件，無法完成推廣應(yīng)用的任務(wù)。為了進(jìn)一步深入推進(jìn)信息化建設(shè)，全面提高農(nóng)務(wù)管理水平，20xx年4月，南寧糖業(yè)決定按信息化的總體規(guī)劃建設(shè)一套公司統(tǒng)一的農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)。在吸取以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，由公司成立項(xiàng)目組負(fù)責(zé)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)及關(guān)鍵環(huán)節(jié)把關(guān)，與外公司合作開發(fā)新版農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)。該農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)公司直屬香山、東江糖廠蔗區(qū)甘蔗的砍、運(yùn)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)調(diào)度管理，取得了較為滿意的效果。下面，就對(duì)該農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)作簡(jiǎn)要介紹：2農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)在甘蔗制糖生產(chǎn)中的開發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐2.1農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的出發(fā)點(diǎn)、難點(diǎn)和技術(shù)關(guān)鍵新版農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是：（1）要有較好的兼容性、擴(kuò)展性、統(tǒng)一性；（2）能基本包括公司內(nèi)各廠的基本需求，推廣到各廠時(shí)，保持主體框架和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)能進(jìn)行少量、局部的二次開發(fā)；（3）隨著生產(chǎn)的發(fā)展，能較好進(jìn)行升級(jí)，主要對(duì)多分支處理選項(xiàng)改動(dòng)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)過程改動(dòng)，減少對(duì)系統(tǒng)主體程序的改動(dòng)；（4）在數(shù)據(jù)的共享應(yīng)用及提供決策依據(jù)，體現(xiàn)全公司的統(tǒng)一。該系統(tǒng)要能合理安排砍蔗計(jì)劃，保證甘蔗在較高糖分時(shí)砍伐，同時(shí)公平合理安排運(yùn)蔗，保證甘蔗的新鮮度和較低的營(yíng)運(yùn)成本，要能滿足生產(chǎn)擴(kuò)大及甘蔗種植、砍運(yùn)情況變化的要求。另外，蔗農(nóng)、運(yùn)輸方要求能及時(shí)和公平的安排砍運(yùn)甘蔗、發(fā)放蔗款、運(yùn)費(fèi)、合理的處理貸款的扣付。該系統(tǒng)要能對(duì)龐雜的、關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)、有效地處理，盡量的排除人為因素的不良影響，達(dá)到及時(shí)、公平的目的。新版農(nóng)務(wù)管理自動(dòng)化系統(tǒng)開發(fā)的難點(diǎn)在于：（1）一套系統(tǒng)要兼容5個(gè)直屬糖廠的具體管理需求（每個(gè)糖廠因?yàn)閭鹘y(tǒng)、地域特點(diǎn)、管理模式、蔗農(nóng)情況不同而有詳細(xì)不同的管理需求，甚至兩個(gè)直屬糖廠間的某個(gè)具體環(huán)節(jié)管理需求差異達(dá)到60％），5個(gè)糖廠的管理需求都包含在一套系統(tǒng)而不影響系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一性、數(shù)據(jù)處理性能，提供數(shù)據(jù)的共享應(yīng)用和統(tǒng)一公司層報(bào)表。（2）農(nóng)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境較為復(fù)雜，隨應(yīng)用需求變動(dòng)而程序變更較大，甚至在同一生產(chǎn)期內(nèi)變化較大。

第三篇：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在材料生產(chǎn)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在材料生產(chǎn)中的應(yīng)用

學(xué) 專 姓

院

材料科學(xué)與工程 稱

防腐131班

名

藍(lán) 文 程

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在材料生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作,簡(jiǎn)稱CAD。在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作。在設(shè)計(jì)中通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成；利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD（Computer Aided Design）在生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛，本文主要從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在材料生產(chǎn)中的應(yīng)用等方面闡述了其在材料計(jì)中的顯著優(yōu)勢(shì)，并對(duì)目前國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過程三維CAD系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀和存在問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 三維CAD 應(yīng)用 緒 論

開始于上世紀(jì)50年代后期的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，從最初的僅僅被簡(jiǎn)單的作為圖板的替代品到70年代的二維制圖過度到三維建模再到現(xiàn)在的集產(chǎn)品的構(gòu)思、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、加工制造、數(shù)據(jù)管理于一體的智能CAD技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)又曲折的發(fā)展歷程。在今天，CAD技術(shù)越來越廣泛的用于生產(chǎn)中。CAD技術(shù)從二維CAD向三維CAD的過渡

2.1 CAD簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力，輔助工程技術(shù)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析，達(dá)到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)誕生以來，已廣泛地應(yīng)用于材料、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率飛速地提高。現(xiàn)已將計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)（Computer Aided Manufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（Product Data Management，PDM）及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated manufacturing system，CIMS）集于一體。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品命運(yùn)的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計(jì)算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(Intelligent CAD)。21世紀(jì)，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時(shí)代制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。

以智能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、智能活動(dòng)是由設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計(jì)的過程，采用單一知識(shí)領(lǐng)域的符號(hào)推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計(jì)算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來，盡可能多地使計(jì)算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計(jì)過程，借助計(jì)算機(jī)的支持，設(shè)計(jì)效率有了大大地提高。

CAD技術(shù)正從二維CAD向三維CAD過渡。三維設(shè)計(jì)軟件具有工程及產(chǎn)品的分析計(jì)算、幾何建模、仿真與試驗(yàn)、繪制圖形，工程數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，生成設(shè)計(jì)文件等功能。三維CAD技術(shù)誕生以來，已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率得以迅速提高。我國(guó)CAD技術(shù)的研究、開發(fā)和推廣已取得較大進(jìn)展，產(chǎn)品設(shè)計(jì)已全面完成二維CAD技術(shù)的普及，結(jié)束了手工繪圖的歷史，對(duì)減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高經(jīng)濟(jì)效益起到了明顯的作用。有相當(dāng)一部分CAD應(yīng)用較早的企業(yè)已完成了從二維CAD向三維CAD轉(zhuǎn)換，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的逐步深入，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，加強(qiáng)自身的設(shè)計(jì)能力是提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化和小批量、多品種

要求的迅速響應(yīng)能力的關(guān)鍵。2.2 三維CAD的優(yōu)勢(shì)

首先CAD技術(shù)以實(shí)用的零件實(shí)體建模優(yōu)勢(shì)和簡(jiǎn)便的產(chǎn)品造型修改和實(shí)體裝配圖的生成被用在機(jī)械設(shè)計(jì)的多個(gè)方面設(shè)計(jì)軟件為三維建模提供了多種工具，包括最基本的幾何造型如球體、圓柱等，對(duì)簡(jiǎn)單的零件，可通過對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，將其分解成若干基本體，對(duì)基本體進(jìn)行三維實(shí)體造型，之后再對(duì)其進(jìn)行交、并、差等布爾運(yùn)算，便可得出零件的三維實(shí)體模型。對(duì)于較復(fù)雜的圖形，軟件提供了草圖工具，設(shè)計(jì)人員可以通過它先勾勒出截面，再拉伸出較復(fù)雜的幾何形體。為了滿足人們不斷提高的審美要求，目前主要流行的幾款三維設(shè)計(jì)軟件基本上都提供面片模塊，該模塊為設(shè)計(jì)人員提供了非常方便的曲面設(shè)計(jì)工具。對(duì)于具有大塊曲面的零件，設(shè)計(jì)師可以方便地對(duì)單個(gè)面或片體進(jìn)行變形處理，以達(dá)到需要的曲面。

企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品往往是按系列區(qū)分，各系列中每一代產(chǎn)品與上一代產(chǎn)品之間的區(qū)別較小，也許只是增加了一個(gè)功能部件或是產(chǎn)品造型尺寸上有所改動(dòng)。三維CAD可以方便地修改一些參數(shù)就能達(dá)到設(shè)計(jì)師更改造型的目的。三維CAD在建模中一般使用參數(shù)化建模，整個(gè)建模的步驟和產(chǎn)品的外型尺寸被參數(shù)化，這些參數(shù)是與產(chǎn)品的造型直接關(guān)聯(lián)的。若要對(duì)尺寸或造型進(jìn)行局部的更改，只需要更改相關(guān)參數(shù)，整個(gè)造型將被自動(dòng)更新。這樣不僅大大減少了設(shè)計(jì)人員的工作量，還保證了產(chǎn)品外造型的延續(xù)性。

實(shí)體裝配不僅能讓設(shè)計(jì)人員直觀地看到各零件裝配后的狀態(tài)，還可以測(cè)量各零件之間的空間大小，方便零件的布置。在裝配完成后，零件可以被隱藏或設(shè)置成半透明的狀態(tài)，方便設(shè)計(jì)人員觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)。此外，在裝配狀態(tài)下，軟件提供的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，也方便了設(shè)計(jì)人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件型號(hào)的選擇。裝配狀態(tài)下的干涉分析也是常用的功能，計(jì)算機(jī)通過計(jì)算各裝配零件的體積的大小和位置來確定是否有相交的部分，并確定各零件是否干涉，自動(dòng)生成分析報(bào)告，明確指出互相干涉零件的名稱和干涉的尺寸。方便設(shè)計(jì)師修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸。

另外隨著技術(shù)發(fā)展，為了減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品的精度，制造行業(yè)裝備從普通機(jī)床逐步到數(shù)控機(jī)床和加工中心，模具激光快速成型技術(shù)（RPM）等，幾乎應(yīng)用到整個(gè)制造行業(yè)。這些數(shù)控加工裝備基本都具有與各三維設(shè)計(jì)軟件的接口。當(dāng)產(chǎn)品模型在三維CAD軟件中完成后，再由CAD軟件模擬出加工刀具路徑，隨后生成數(shù)控語(yǔ)言，通過接口輸入數(shù)控設(shè)備中，再由數(shù)控設(shè)備按照模擬出的加工路徑加工產(chǎn)品。

2.3 CAE簡(jiǎn)介

CAE是三維CAD軟件的重要模塊，CAE功能包括工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與壽命預(yù)估、動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等。CAD技術(shù)在建模模塊完成產(chǎn)品造型后，才能由CAE模塊針對(duì)設(shè)計(jì)的合理性、強(qiáng)度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運(yùn)動(dòng)特性、干涉、碰撞問題和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析。CAE技術(shù)在我國(guó)也得到了廣泛應(yīng)用，以汽車制造業(yè)為例，國(guó)內(nèi)多家主車廠和汽車設(shè)計(jì)公司在使用三維CAD軟件完成新車型的設(shè)計(jì)后，進(jìn)行CAE分析，如干涉檢查、鈑金成型分析、塑料件拔模角分析、車身強(qiáng)度剛度的測(cè)試，在車窗、車門、雨刮器等運(yùn)動(dòng)部件上廣泛采用CAE模塊中的運(yùn)動(dòng)仿真功能，計(jì)算出零件的運(yùn)動(dòng)軌跡，以及零部件在運(yùn)動(dòng)中的狀態(tài)，為設(shè)計(jì)人員提供直觀的參考。這些分析工作大大提高了新車型的可靠度，縮短了新車型的開發(fā)周期，減少了返工，節(jié)約了研發(fā)成本。采用三維CAD技術(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了近1/3。同時(shí)，三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力，能通過快速重構(gòu)，得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品，大大提高了工作效率。

3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在材料加工中的應(yīng)用

材料加工CAD技術(shù)是傳統(tǒng)材料加工技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、信息處理技術(shù)等相結(jié)合的產(chǎn)物，是材料加工和技術(shù)進(jìn)步和標(biāo)志。材料加工CAD又可分為鑄造成形CAD、塑性成形CAD、焊接成形CAD、注射成型CAD以及模具CAD等幾個(gè)方面：

3.1 鑄造成形CAD

包括鑄造工藝CAD以及鑄造工裝（模具/模板）CAD。前者的主要功能有鑄造澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，冒口補(bǔ)縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)，冷鐵的設(shè)計(jì)，砂芯的設(shè)計(jì)，鑄造分型面的確定，加工余量的確定，起模斜度的確定，開放澆注系統(tǒng)庫(kù)、冒口庫(kù)、冷鐵庫(kù)、芯頭庫(kù)的建立，工藝圖的標(biāo)注與打印等，可以實(shí)現(xiàn)鑄造工藝的快速準(zhǔn)確設(shè)計(jì)。另外，基于有限分析的優(yōu)化技術(shù)在CAD系統(tǒng)配套使用，例如充型過程模擬、凝固過程模擬、應(yīng)力應(yīng)變分析、微觀組織模擬等，為制定合理的鑄造工藝起到了有力的指導(dǎo)作用。

鑄件棄型流動(dòng)與凝固過程數(shù)值模擬在短短十余年的發(fā)展過程中，由二維到三維，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由工作站到微機(jī)，由實(shí)用化到商品化，為鑄造生產(chǎn)提供越來越重要的指導(dǎo)作用。華中科技大學(xué)推出的商品化三維模擬軟件華鑄CAD。這些鑄造模CAD軟件在鑄造生產(chǎn)中取得了顯著的效益。已覆蓋了鑄鋼、球墨鑄鐵、灰鑄鐵、鑄鋁和鑄銅等各類鑄件，大到一二百噸，小到幾千克，無論是解決縮孔和縮松，還是優(yōu)化澆冒口結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率，改進(jìn)浮渣等方面，都發(fā)揮了明顯的作用。

3.2 塑性成形CAD

包括冷沖模、沖裁模、彎曲模、拉伸模以及鍛造模設(shè)計(jì)CAD。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品對(duì)模具的需求愈來愈多。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造方法不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品及時(shí)更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。因此，國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家對(duì)模具CAD/CAM技術(shù)的開發(fā)非常重視。早在20世紀(jì)60代的初期，國(guó)外一些飛機(jī)和汽車制造公司就開始了CAD/CAM的研究工作，投入了大量人力和物力。各大公司都先后建立了自己的CAD/CAM系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)與制造。目前，應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)較普遍的為美、日、德等國(guó)。日本豐田汽車公司于1965年將數(shù)控用于模具加工。20世紀(jì)80年代初期開始用覆蓋件沖模CAD/CAM系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)覆蓋件的NTDFB和CADET軟件和加工凸、凹模的TINCA軟件。利用坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量粘土模型，并將數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)。將所得圖形經(jīng)平滑處理后，再把這些數(shù)據(jù)用于覆蓋件設(shè)計(jì)、沖模的設(shè)計(jì)與制造。該系統(tǒng)有較強(qiáng)的三維圖形功能，可在屏幕

上反復(fù)修改曲面形狀，使工件在沖壓成形時(shí)不致產(chǎn)生工藝缺陷，從而保證了模具和工件的質(zhì)量。模具型面的模型保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，TINCA軟件可利用這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行模具型面的數(shù)控加工。美國(guó)的Diecomp公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)系統(tǒng)PDDC，可以完成冷沖模設(shè)計(jì)的全過程，包括從輸入產(chǎn)品和技術(shù)條件開始設(shè)計(jì)出最佳樣圖，確定操作順序、步距、空位、總工位數(shù)，繪制帶料排樣圖，輸入模具裝配圖和零件圖等，比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)提高功效8倍以上。在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，利用有限元技術(shù)的應(yīng)力應(yīng)變分析在塑性成形CAD中已獲得較為普遍應(yīng)用。

我國(guó)模具CAD/CAM的研究與開發(fā)始于20世紀(jì)70年代末，發(fā)展也很迅速。到目前為止，先后通過國(guó)家有關(guān)部門鑒定的有精沖模、普遍沖裁模、級(jí)進(jìn)模、汽車覆蓋模、輥鍛模、錘鍛模和注塑模等CAD/CAM系統(tǒng)。但直到現(xiàn)在有些系統(tǒng)仍處于試用階段，尚未在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。為迅速改變我國(guó)模具生產(chǎn)的落后面貌，今后應(yīng)繼續(xù)加速模具CAD/CAM的研究開發(fā)和推廣應(yīng)用工作。

3.3焊接成形CAD 目前，在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中計(jì)算機(jī)得到廣泛應(yīng)用。90年代初，國(guó)際焊接學(xué)會(huì)將這類應(yīng)用概括為“計(jì)算機(jī)輔助焊接技術(shù)”（CAW）?，F(xiàn)在CAW已不限于焊接結(jié)構(gòu)和接頭的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、焊接工裝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、焊接工藝計(jì)算機(jī)輔助計(jì)劃、焊接工藝過程計(jì)算機(jī)輔助管理等以計(jì)算機(jī)軟件為主的許多方面，而且還涵蓋了焊接過程模擬、焊接工藝過程控制、傳感器以及生產(chǎn)過程自動(dòng)化等與計(jì)算機(jī)應(yīng)用有關(guān)的方面。

20世紀(jì)80年代提出了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的概念?？梢哉J(rèn)為，CIMS是從訂貨到加工、直至發(fā)貨的全部過程的各個(gè)步驟都可以從計(jì)算機(jī)中及時(shí)得到必需的信息集成系統(tǒng)。焊接CIMSA系統(tǒng)，自20世紀(jì)90年以來在造船、橋梁、建筑、汽車等行業(yè)中得到了一些應(yīng)用。以船舶生產(chǎn)為例，設(shè)計(jì)人員首先要根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，然后在對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度分析的基礎(chǔ)上，還要考慮制造能力，再進(jìn)行分段的詳細(xì)設(shè)計(jì)。這些工作可運(yùn)用CAD、CAE等軟件來實(shí)現(xiàn)。焊接生產(chǎn)的計(jì)劃管理與裝配焊接過程設(shè)計(jì)，則通過計(jì)算機(jī)的CAPM和CAPP系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

3.4 注射成型CAD 包括產(chǎn)品圖模具型腔圖的尺寸轉(zhuǎn)換、標(biāo)準(zhǔn)模架與典型結(jié)構(gòu)的生成、模具零件圖和總培育圖的生成、模具剛度與強(qiáng)度校核、設(shè)計(jì)進(jìn)程管理、模具成本分析與計(jì)算等。注射模工藝分析已成熟的商品化軟件，可以預(yù)測(cè)注射成型流動(dòng)和保壓階段的壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、應(yīng)

力應(yīng)變場(chǎng)和凝固層的生成，從而有效地指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

在西方先進(jìn)工業(yè)國(guó)家，注射模CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用已非常普遍。公司之間模具訂貨所需的塑料制品資料已廣泛使用電子文檔，能否具有接受電子文檔的模具CAD/CAM系統(tǒng)已成為模具企業(yè)生存的必要條件。當(dāng)前代表國(guó)際先進(jìn)汪洋的注射模CAD/CAE/CAM的工程應(yīng)用具體表現(xiàn)在如下方面：

（1）基于網(wǎng)絡(luò)的模具CAD/CAE/CAM集成化系統(tǒng)開始使用。英國(guó)Delcam公司在原有軟件DUCT5的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)最新軟件發(fā)展及實(shí)際需求，向模具行業(yè)推出了可用于注射模CAD/CAM的集成化系統(tǒng)。該系統(tǒng)覆蓋了幾何建模、注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、反求工程、快速原型、數(shù)控編程及測(cè)量分析等領(lǐng)域。系統(tǒng)的每一個(gè)功能既可獨(dú)立運(yùn)行，又可通過數(shù)據(jù)接口作集成分析。

（2）微機(jī)軟件在模具行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。在90年代初，能用于注射制品幾何造型和數(shù)控加工的模具CAD/CAM系統(tǒng)主要是在工作站上采用UNIX操作系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用，如在模具行業(yè)中應(yīng)用較廣的美國(guó)Pro/E、UGII、CADDS5，法國(guó)CATIA、EUCLID和英國(guó)的DUCT5等。隨著微機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，在90年代后期，基于Windows操作系統(tǒng)的新一代微機(jī)軟件，如Solid Works、Solid Edge、MDT等嶄露頭角。這些軟件不僅在采用NURSB曲面三維參數(shù)化特征造型等先進(jìn)技術(shù)方面繼承了工作站級(jí)CAD/CAM軟件的優(yōu)點(diǎn)，并且在Window風(fēng)格、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、特征樹、面向?qū)ο蟮确矫婢哂泄ぷ髡炯?jí)軟件所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)，深得使用者的好評(píng)。

（3）模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的智能化程度正逐步提高。當(dāng)前，面向制造、基于知識(shí)的智能化功能現(xiàn)已成為衡量模具軟件先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。許多軟件都在智能化方面做了大量的工作。如以色列Cimatron公司的注射模專家系統(tǒng)，能根據(jù)脫模方向優(yōu)化成分模面，其設(shè)計(jì)過程實(shí)現(xiàn)了加工參數(shù)的優(yōu)化等，這些具有智能化的功能可顯著提高注射模的生產(chǎn)率和質(zhì)量。

（4）三維設(shè)計(jì)與三維分析的應(yīng)用和結(jié)合是當(dāng)前注射模技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的方法是采用二維設(shè)計(jì)，即先將三維的制品幾何模型投影為若干二維視圖后，再按二視圖進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這種沿襲手工設(shè)計(jì)的方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的集成化技術(shù)的要求，在國(guó)外已有越來越多的公司采用基于實(shí)體模型的三維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。與此相適應(yīng)，在注射過程模擬軟件方面，也開始由基于中性層面的二維分析方工式向基于實(shí)體模型的三維分析方式過渡，使三維設(shè)計(jì)與三維分析的集成得以實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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第四篇：波爾多液在果樹生產(chǎn)中的應(yīng)用

波爾多液在果樹生產(chǎn)中的應(yīng)用

波爾多液是由硫酸銅、石灰和水配制成的天藍(lán)色懸膠體，其有效成分是堿式硫酸銅，是一種常用的保護(hù)性殺菌劑，具有藥效持久、耐雨水沖刷、原料便宜、病菌不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于果樹病害防治。但如果配制、使用不當(dāng)，也會(huì)給果樹生產(chǎn)造成損失，因此，使用時(shí)應(yīng)注意一些事項(xiàng)。1 波爾多液的成分

波爾多液成分為硫酸銅、石灰和水，因噴施對(duì)象不同，硫酸銅和石灰的比例不同，根據(jù)二者比例，波爾多液可分為等量式（1：1）、倍量式（1：2）、半量式（1：0.5）、少量式（1：0.25～0.4）和多量式（1：3～4）五種。波爾多液中硫酸銅越多，石灰越少，殺菌力越強(qiáng)，抵抗雨水沖刷力越弱，殘效期越短;反之，殺菌力越弱，抵抗雨水沖刷力越強(qiáng)，殘效期越長(zhǎng)。2 波爾多液的配制方法 2.1 兩液法

用一半水溶解硫酸銅，一半水溶解生石灰，然后將二者同時(shí)倒入第三容器，邊倒邊攪拌。2.2 稀銅濃灰法

用大量水溶解硫酸銅，少量水溶解石灰，再將稀硫酸銅緩緩倒入濃石灰中，邊倒邊攪拌。質(zhì)量好的波爾多液應(yīng)呈懸膠體狀態(tài)，天藍(lán)色，微堿性，PH值7.5左右。3 配制時(shí)注意事項(xiàng) 3.1 選擇優(yōu)質(zhì)的原料

石灰要選用色白、質(zhì)輕、塊狀的優(yōu)質(zhì)生石灰，若用消石灰，用量要增加30%；硫酸銅要選用藍(lán)色、有光澤的硫酸銅結(jié)晶體,含有紅色或綠色雜質(zhì)的粉末狀硫酸銅不能使用。3.2 選擇合適的容器

配制波爾多液時(shí)不能使用鐵、鋁等金屬器皿，以免發(fā)生置換反應(yīng)，可選用木制或水泥等非金屬器皿。

3.3選擇正確的配制程序

配制波爾多液時(shí)，兩液溫度不能高于氣溫；用稀銅濃灰法配制時(shí)，嚴(yán)禁將濃石灰倒入稀硫酸銅中，否則，易產(chǎn)生藥害。另外，波爾多液要隨配隨用，不可久置，更不能過夜。無論用哪種方法配制波爾多液，都要將硫酸銅和石灰溶解后的殘?jiān)^濾干凈，以免發(fā)生藥害。4 使用時(shí)注意事項(xiàng)

4.1 根據(jù)樹種、品種選擇合適的波爾多液配方比例

在各類果樹中核果類、柿、蘋果、梨等對(duì)銅離子較敏感，其中柿最敏感，應(yīng)選用多量式高倍波爾多液，硫酸銅:石灰:水為1：3～4:400～600;蘋果、梨一般用多量式波爾多液，硫酸銅:石灰:水為1：3:200～250；棗樹上用倍量式波爾多液，硫酸銅:石灰:水為1：2:150～200；蘋果中的金冠、紅玉、喬納金使用波爾多液易產(chǎn)生果銹；桃、李、杏等核果類果樹生長(zhǎng)期不能使用波爾多液，否則導(dǎo)致早期落葉；葡萄對(duì)石灰較敏感，一般用半量式或少量式波爾多液，硫酸銅:石灰:水為1：0.5～0.7:200～240。

4.2 根據(jù)果樹生育期、天氣狀況確定是否使用波爾多液

波爾多液為保護(hù)性殺菌劑，應(yīng)在果樹發(fā)病前噴施，在果實(shí)采收前20-25天停止施用，以免污染果面；幼果期不能使用，可用鋅銅波爾多液代替，其配比為硫酸鋅：硫酸銅：石灰:水為0.5：0.5：1:180～200；有霧天氣、或葉片上露水未干時(shí)、或雨前不能使用，夏季應(yīng)在晴朗天氣、下午5時(shí)以后噴施。4.3 注意藥劑的合理混用

波爾多液為堿性農(nóng)藥,不能與克螨特、多菌靈、托布津、三氯殺螨醇、代森銨、代森鋅、代森錳鋅、甲霜靈、殺螟松等絕大多數(shù)農(nóng)藥混用；不能與防落素、赤霉素、多效唑、2,4-D、矮壯素、乙烯利等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑混用；不能與硼砂(酸)、磷酸二氫鉀等葉面肥混用。與上述藥劑和肥料交替使用如間隔期過短,會(huì)發(fā)生反應(yīng)而降低藥效或完全失效。波爾多液能與0.2%～0.3%尿素混用,但應(yīng)隨配隨用；與馬拉硫磷、對(duì)硫磷、水胺硫磷、殺螟硫磷混用時(shí)，也應(yīng)隨混隨用；還能與敵百蟲混用。4.4 一旦產(chǎn)生藥害，及時(shí)挽救

蘋果中的金冠、紅玉、喬納金幼果期使用易產(chǎn)生果銹，誤噴后應(yīng)立即噴施防銹靈解救；若噴后遇雨，應(yīng)在雨后加噴一次稀石灰水；如已產(chǎn)生藥害，首先要進(jìn)行葉面噴肥或噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，濃度低于常規(guī)濃度，要立即澆水施肥，中耕松土，為根系創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，增強(qiáng)根的吸收能力，并且在秋季增施優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥。

第五篇：金屬材料在軍工生產(chǎn)中的應(yīng)用

金屬材料在軍工生產(chǎn)中的應(yīng)用

人類文明的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切。繼石器時(shí)代之后出現(xiàn)的銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代，均以金屬材料的應(yīng)用為其時(shí)代的顯著標(biāo)志。現(xiàn)代，種類繁多的金屬材料已成為人類社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。

金屬材料的結(jié)構(gòu)及其性能決定了它的應(yīng)用。而金屬材料的性能包括工藝性能和使用性能。工藝性能是指在加工制造過程中材料適應(yīng)加工的性能，如鑄造性、鍛造性、焊接性、淬透性、切削加工性等。使用性能是指材料在使用條件和使用環(huán)境下所表現(xiàn)出來的性能，包括力學(xué)性能（如強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度等）、物理性能（如熔點(diǎn)、密度熱容、電阻率、磁性強(qiáng)度等）和化學(xué)性能（如耐腐蝕性、抗氧化性等）。

我們對(duì)金屬材料的認(rèn)識(shí)應(yīng)從以下幾方面開始：

一、分類：

金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。

1、黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括含鐵90％以上的工業(yè)純鐵，含碳 2％～4％的鑄鐵，含碳小于 2％的碳鋼，以及各種用途的結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。

2、有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。有色合金的強(qiáng)度和硬度一般比純金屬高，并且電阻大、電阻溫度系數(shù)小。

3、特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準(zhǔn)晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導(dǎo)、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金，以及金屬基復(fù)合材料等。

金屬材料具有許多優(yōu)良性能，是目前國(guó)名經(jīng)濟(jì)各行業(yè)、各部門應(yīng)用最廣泛的工程材料之一，特別是在車輛、機(jī)床、熱能、化工、航空航天、建筑等行業(yè)各種部件和零件的制造中，發(fā)揮了不可替代的作用。

在航空航天中的應(yīng)用。航空航天產(chǎn)品受使用條件和環(huán)境的制約，對(duì)材料提出嚴(yán)格要求。采用的結(jié)構(gòu)材料須輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐高溫和耐高溫腐蝕。航空航天材料主要包括航空航天結(jié)構(gòu)材料和航空航天功能材料。結(jié)構(gòu)材料主要包括運(yùn)載火箭及導(dǎo)彈材料和航天飛行材料。運(yùn)載火箭箭體用金屬材料主要是高強(qiáng)鋁合金，推進(jìn)劑儲(chǔ)存箱用金屬材料主要是高強(qiáng)可焊鋁鋰合金。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要使用電壽材料、高溫合金、超低溫鈦合金、高強(qiáng)鈦合金、不銹鋼、金屬間化合物等材料。

二、金屬材料的發(fā)展趨勢(shì) 金屬材料，尤其是新型金屬材料在目前的情況下，應(yīng)用較為廣泛，前景依然不錯(cuò)，這種狀況將持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，非金屬材料的研究進(jìn)展將決定這種狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)短。（1）鎂及鎂合金

鎂由于優(yōu)良的物理性能和機(jī)械加工性能，豐富的蘊(yùn)藏量，已經(jīng)被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為最有前途的輕量化材料及21世紀(jì)的綠色金屬材料，未來幾十年內(nèi)鎂將成為需求增長(zhǎng)最快的有色金屬。汽車、摩托車等交通類產(chǎn)品用鎂合金，鎂作為實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，在汽車的減重和性能改善中的重要作用受到人們的重視。世界各大汽車公司已經(jīng)將鎂合金制造零件作為重要發(fā)展方向。電子及家電用鎂合金，汽車行業(yè)對(duì)鎂合金的大量需求，推動(dòng)了鎂合金生產(chǎn)技術(shù)的多項(xiàng)突破，鎂合金的使用成本也大幅度下降，從而促進(jìn)了鎂合金在計(jì)算機(jī)、通訊、儀器儀表、家電、醫(yī)療、輕工等行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展。其中，鎂合金應(yīng)用發(fā)展最快的是電子信息和儀器儀表行業(yè)。在薄壁、微型、抗摔撞的要求之下，加上電磁屏蔽、散熱和環(huán)保方面的考慮，鎂合金成了廠家的最佳選擇。另外，鎂合金外殼可使產(chǎn)品更豪華、美觀。在電子信息和儀器儀表行業(yè)的鎂合金制品的單位重量和尺寸不如汽車零部件，但它的數(shù)量大、覆蓋面廣，其用量也是巨大的。所以，近幾年電子信息行業(yè)鎂合金的消耗量急劇增加，成為拉動(dòng)全球鎂消耗量增加的另一重要因素。其它如鋁合金添加劑、鎂犧牲陽(yáng)極和型材用鎂合金等。鎂犧牲陽(yáng)極作為有效的防止金屬腐蝕的方法之一，廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)距離輸送的地下鐵制管道和石油儲(chǔ)罐。（2）、鈦及鈦合金

鈦及鈦合金具有密度小、比強(qiáng)度高和耐蝕性好等優(yōu)良特性。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)及國(guó)防工業(yè)的發(fā)展，鈦日漸被人們普遍認(rèn)識(shí)，廣泛地應(yīng)用于汽車、電子、化工、航空、航天、兵器等領(lǐng)域。鈦合金所具有的這一系列突出優(yōu)點(diǎn)，使其在飛機(jī)結(jié)構(gòu)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。近年來，世界鈦工業(yè)和鈦材加工技術(shù)得到了飛速發(fā)展，海綿鈦和鈦合金加工材的生產(chǎn)和消費(fèi)都達(dá)到了很高的水平。我國(guó)鈦資源豐富，儲(chǔ)量居世界前列，目前已經(jīng)成為世界上繼美國(guó)、俄羅斯、日本之后，具有完整工業(yè)體系和生產(chǎn)能力的世界第4大鈦工業(yè)國(guó)，加強(qiáng)我國(guó)鈦合金材料的研究和應(yīng)用推廣對(duì)促進(jìn)我國(guó)航空工業(yè)的快速發(fā)展具有重要意義。伴隨著鈦工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)鈦及鈦合金的標(biāo)準(zhǔn)從建立、發(fā)展也已經(jīng)歷近40年，現(xiàn)已形較為完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。從鈦的應(yīng)用領(lǐng)域來看，以美國(guó)、日本為例，美國(guó)鈦的最大應(yīng)用領(lǐng)域是航空航天，占到總消費(fèi)量的58.5%；日本則是火力、核電廠，及板式熱交換器，兩者合計(jì)占總消費(fèi)量的41.9%。從下表可以看出，與美國(guó)相比，日本在更多方面使用鈦。在體育用品方面，除了在高爾夫球桿頭上使用鈦以外，還有短距離用跑鞋的銷釘、羽毛球拍及冰杖等登山器具、滑雪滑冰用的冰刀刃、自行車架、輪椅等等。美日兩國(guó)在化學(xué)工業(yè)及油氣田鉆探裝置上的用鈦量都在增加。在計(jì)算機(jī)磁盤(真空鍍膜)、纖維紡織機(jī)的框架、餐具、帳篷用具、拐杖和照相機(jī)等方面都巧妙地使用鈦。

相對(duì)于美國(guó)、前蘇聯(lián)、德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等工業(yè)化國(guó)家在鈦合金工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展而言，我國(guó)在鈦合金材料方面的研究和應(yīng)用起步較晚。與上述鈦工業(yè)化強(qiáng)國(guó)存在不小的差距。我國(guó)生產(chǎn)的熔煉用的海綿鈦的純凈度低，鈦合金鑄錠的雜 質(zhì)含量高，組織均勻性差，熔煉工藝的穩(wěn)定性不高。鈦合金半成品加工設(shè)備的能力普遍偏低，同時(shí)造成鈦合金半成品的質(zhì)量低且不穩(wěn)定。從鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)角度來看，與美國(guó)112項(xiàng)AMS宇航專用鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)相比，我國(guó)的鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量明顯不能滿足于未來航空工業(yè)的發(fā)展需求。在標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容方面與上述國(guó)家的差距則主要體現(xiàn)在鈦合金半成品的規(guī)格、質(zhì)量要求、檢驗(yàn)測(cè)試手段及品種類型等。我國(guó)鈦合金材料和鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)與這些國(guó)家產(chǎn)生差距的原因有兩方面：一是我國(guó)鈦工業(yè)化歷史的時(shí)間短，在我國(guó)開始鈦合金研究的時(shí)候，上述國(guó)家已經(jīng)進(jìn)入鈦的工業(yè)化階段了；二是終端航空武器裝備的差距，各種型號(hào)的大型軍用運(yùn)輸機(jī)、轟炸機(jī)、殲擊機(jī)、武裝直升機(jī)等。為了滿足我國(guó)航空武器裝備的需求，更好地服務(wù)于國(guó)防事業(yè)，在鈦合金材料的研究和應(yīng)用領(lǐng)域及鈦合金材料的標(biāo)準(zhǔn)化工作領(lǐng)域應(yīng)著手開展以下的工作。（3）、鋁及鋁合金

鋁合金具有密度小、導(dǎo)熱性好、易于成形、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、輕工建材等部門，是輕合金中應(yīng)用最廣、用量最多的合金。隨著電力工業(yè)的發(fā)展和冶煉技術(shù)的突破，其性價(jià)比大為提高，目前交通運(yùn)輸業(yè)已成為鋁合金材料的第一大用戶。

鋁鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、優(yōu)良的低溫性能、良好的耐腐蝕性能和卓越的超塑成型性能，用其取代常規(guī)的鋁合金可使構(gòu)件質(zhì)量減輕15%，剛度提高15%～20%，被認(rèn)為是航空航天工業(yè)中的理想結(jié)構(gòu)材料。在航天領(lǐng)域，鋁鋰合金己在許多航天構(gòu)件上取代了常規(guī)高強(qiáng)鋁合金。鋁鋰合金作為儲(chǔ)箱、儀器艙等結(jié)構(gòu)材料具有較大優(yōu)勢(shì)。國(guó)外預(yù)測(cè)，含鈧鋁-鎂合金及其它系列的鋁合金有可能成為下一代飛機(jī)的重要結(jié)構(gòu)材料。TiAl基合金的板材除了有望直接用作結(jié)構(gòu)材料外，還可以用作超塑性成型的預(yù)成型材料，并用于制作近凈成型航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件及超高速飛行器的翼、殼體等

總之，隨著科技的進(jìn)步，未來將會(huì)有大量的金屬及金屬合金產(chǎn)品面世。金屬的應(yīng)用將會(huì)應(yīng)用到極致，其發(fā)展趨勢(shì)也將一片明朗。（4）、鋁合金材料在航空航天中的應(yīng)用

鋁合金是亞音速飛機(jī)的主要用材，目前民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的用量為70%～80%，其中僅鋁合金鉚釘一項(xiàng)每架飛機(jī)就有40～150萬(wàn)個(gè)；據(jù)波音飛機(jī)公司的統(tǒng)計(jì)，制造各類民用飛機(jī)31.6萬(wàn)架，共用鋁材7100千噸，平均每架用鋁22噸。鋁制零部件在先進(jìn)軍用飛機(jī)中的比例雖低一些，但仍占其自身總質(zhì)量的40%～60%。據(jù)預(yù)測(cè)，2010年全球航空航天鋁材的消費(fèi)量可達(dá)60萬(wàn)噸，年平均增長(zhǎng)率約為4.5%。

航空航天鋁材的價(jià)格比普通民用鋁材的價(jià)格高得多，為后者的18倍左右，是一個(gè)非常重要的市場(chǎng)，而其政治與軍事意義則尤為重大。2002年美國(guó)航空航天鋁材的價(jià)格為33000～44100美元/噸，而普通民用鋁材的價(jià)格只不過2200～3500美元/噸。美國(guó)是世界航空航天工業(yè)巨頭，其用鋁約占全球此領(lǐng)域用鋁量的50%強(qiáng)，其他國(guó)家如法國(guó)、俄羅斯、中國(guó)、日本、巴西、加拿大、英國(guó)等的用量為50%弱。2002年，全世界航空航天用鋁量約42萬(wàn)噸，其中美國(guó)的用量為21.4萬(wàn)噸。美國(guó)鋁業(yè)公司（Alcoa）是世界航空航天鋁材的主要供應(yīng)者，占全球總供應(yīng)量的35%以上，為了保持其在該領(lǐng)域的世界霸主地位，獲得更大的利潤(rùn)，經(jīng)過精心的全面的調(diào)查研究與策劃后，于2002年提出了一個(gè)名為“20-20攻關(guān)計(jì)劃（20-20Initiative）”的計(jì)劃。計(jì)劃內(nèi)容與目標(biāo)包括：在20年時(shí)間內(nèi)，開發(fā)一批新的高性能鋁合金，改進(jìn)鋁制零部件的設(shè)計(jì)，采用高技術(shù)制造工藝，使鋁制零部件的質(zhì)量下降20%，使鋁制零部件的制造成本與維護(hù)費(fèi)用減少20%。鋁鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、優(yōu)良的低溫性能、良好的耐腐蝕性能和卓越的超塑成型性能，用其取代常規(guī)的鋁合金可使構(gòu)件質(zhì)量減輕15%，剛度提高15%～20%，被認(rèn)為是航空航天工業(yè)中的理想結(jié)構(gòu)材料。在航天領(lǐng)域，鋁鋰合金己在許多航天構(gòu)件上取代了常規(guī)高強(qiáng)鋁合金。鋁鋰合金作為儲(chǔ)箱、儀器艙等結(jié)構(gòu)材料具有較大優(yōu)勢(shì)。

國(guó)外預(yù)測(cè)，含鈧鋁-鎂合金及其它系列的鋁合金有可能成為下一代飛機(jī)的重要結(jié)構(gòu)材料。TiAl基合金的板材除了有望直接用作結(jié)構(gòu)材料外，還可以用作超塑性成型的預(yù)成型材料，并用于制作近凈成型航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件及超高速飛行器的翼、殼體等。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著金屬合金材料日益廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，甚至于軍事武器裝備，勢(shì)必對(duì)金屬合金材料的研究與開發(fā)創(chuàng)造了更好的機(jī)遇，也對(duì)金屬合金材料提出了更嚴(yán)格更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，開創(chuàng)出更多性能優(yōu)異的金屬合金材料勢(shì)在必行。