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面向制造技术的不锈钢油泵

2017-04-16 20:44:21

  据有关统计表明,在过去的一百多年里,制造过程的效率提高了20倍,而生产管理效率只提高了1.8~2.2倍,产品设计创型的效率只提高了1.2倍。这表明通过机器的自动化,使人类体力劳动得到的解放,但对脑力劳动的解放却很少。显然,要进一步提高整个制造过程的效率,关键在于解放人的脑力劳动、提高产品设计与创型的效率,这对知识体系高度复杂的化工过程机械产品的创新尤为重要。
  随着世界市场竞争日益激烈,制造技术和信息技术高速发展,知识一技术一产品的   新周期日益缩短,产品创新速度将越来越快,产品的知识含量将越来越高,产品及其制造过程中的信息和知识要素的增值将成为主宰新产品竞争力的决定性因素。基于知识和信息网络的产品创新和相应的制造技术不仅已成为知识经济的重要支柱,而且还是   活跃的驱动因素。正如      制造科学中心的《协作制造议程(NCMS CollaborativeManufacturfingAgenda)》所指出的:知识已成为未来企业的主要资产,掌握它,就会带来巨大的经济变化。而中国   自然科学基金委员会发表的优先资助领域战略研究报告《制造技术基础》则指出:增强产品自主创新能力,提高新产品市场竞争力,已成为跨世纪中国制造科学基础研究的   目标。知识经济时代的来临既给不锈钢油泵制造业提出严峻挑战,也带来了新机遇。目前发达   的过程设备制造商对制造技术表现出了的热情,普遍应用计算机辅助设计软件提高设计效率。此外,还特别重视创新速度的提高、个性化的设计方法、电子商务等。为了提高换热器制造商的设计能力,   HTRI传热研究公司开发了许多设计分析软件;   的YUBA换热器公司积极采用计算流体力学技术(CFD)、有限元技术(CFEM)等手段来提高创新速度;又如瑞典ALFA LAVAL公司发展基于互联网的CAD技术、产品和部件管理技术,使得客户可以自行设计其产品并在网络数据库中选择产品和配件。目前大多公司均有互动式网页,自动接收客户传热工艺的数据和技术要求,一些公司已着手电子商务的考虑,如   API传热公司提出了实现电子商务的计划,将实现顾客自行设计、在线订货、查询订货状态、项目执行状态、运输记录等。由于化工过程机械所涉及的知识十分复杂,谁对这些知识有所作为,谁就有可能开发出的产品,从而占有   大市场份额;而对这些知识的加工、操作从根本上说离不开不锈钢油泵工作者的努力。因此,以电子信息技术为手段进行不锈钢油泵知识的快速综合与集成,提高产品开发创型的速度,也是我们的机遇所在。
  产品的创型要解决两个方面的问题:一是创新的思想,二是创新的实施。前者的基本要求是“新”,后者的基本要求是“快”。“新”是指产品的知识含量高,知识附加值高;“快”则体现为制造企业对市场需求的快速响应和制造资源的快速集成和重组,而且“快”本身就是“新”的一个重要组成部分。
  解决   个方面的问题,   使企业具备信息获取和知识集成的能力。现代企业通过网络可以访问各种信息数据库并和各地销售人员联系,通过信息查询和销售报告,分析市场走势,迅速捕捉复杂多变的市场动态信息,及时作出正确的预测和决策,以决定新产品的功能特征和上市时间。在此基础上,通过实际生产工艺调查、网络查询以及各种研究报告、文献资料等信息渠道,集成与所开发产品相关的知识,建立相应的数据库、知识库、形成初步设计方法。中国对   过程设备技术及其相关领域的研究起步较晚,20世纪70年代开始引进大型过程装置,至80年代,国务院建立国产化办公室,在消化吸收技术的同时,也在   形成了开展过程设备基础性研究的良好势态,十多年来已积累了大量科技的成果。但这些成果往往是阶段性和局部性的,还无法应用到整体设备的开发,如对大型设备的强度研究的居多,而内部传热传质与反应机理的消化吸收工作则较少;在物性方面也积累了大量数据,不过亦多散见于各研究机构、杂志、公开文献等;在   上亦已有众多的文献与数据库可以利用。在这些知识的基础上,对创新知识进行综合,快速实现概念设计的可能性已大大增加。
  解决   个方面的问题,亦即“快”,则包括设计、放大、制造、销售诸环节的快速实现。为了实现快速设计,目前已提出了许多设计方法,如:计算机辅助设计(CAD),健壮设计(RobustDesign),并行工程(CE),面向制造、装配、检验、质量、服务等的设计(DFx),快速响应设计(RRD),反求工程(RE)等;在工艺过程设计方面,还有计算机辅助工艺规划设计(CAPP),计算机辅助装配设计(CAAD),工艺过程的建模与仿真一虚拟制造(VM)等。
  具备了设计的方法和相应的产品图纸,还   检验产品在实际应用中的性能,这要求企业具有知识推理、演绎的能力,对于不锈钢油泵产品尤为重要。由于结构与材料、传热与传质、流动特性等与空间尺度乃至时间尺度均有很大关系,传统的开发方式往往需要小试、中试和工业试验的工程放大环节,试验的周期少则数月多则数年,地限制了产品创新的速度。随着计算机模拟技术的日益发展,许多试验的环节已经可以通过模拟予以实现,为此提出虚拟工程放大的概念,致力于通过计算机模拟技术实现过程设备的工程放大,并通过模拟计算,进一步改进设计方案,溯新设计方法,保证产品一次试制成功。其中的关键技术包括:
  (1)物性的模拟
  对目前热力学、动力学物性数据库还没有的数据,通过计算分子动力学模拟或其他简化模型进行预测;
  (2)传递现象的模拟
  通过计算流体动力学(CFD)模拟装置内的传热、传质与动量传递过程,虽然反应工程的模拟还没有统一的解决方案,但其结果可以从传递过程模拟的结果中演绎而得;
  (3)结构与材料特性的模拟
  主要通过计算固体力学进行模拟,对高温设备则既有空间尺度上的放大,也有时间尺度上的外推。
  加快产品的试制和定型,使其快速形成生产力,需要尽量利用制造自动化的各种新技术,包括柔性制造系统(CFMS、分布式数控(DNC)、快速原型技术(RP)。快速原型制造堪称20年来制造技术   重大的进展之一,其特点是能以   快的速度将CAD模型转换为产品原型或直接制造零件,从而使产品开发可以进行快速测试、评价和改进,以完成设计定型,或快速形成精密铸件和模具等的批量生产能力,因此RP技术对于化工设备的试制以及零配件制造将具有革命性的影响。
  检验产品创新成功与否的惟一标准是产品的市场占有率,因此建立快捷的销售网络是产品创新不能忽视的环节,越来越多的案例表明,电子商务(e-commerce)和协作商务(c-commerce)能够帮助企业获得成功。
  企业欲实现上述环节的“新”和“快”,还   从组织形式到技术路线实行一系列变革。对于处于效益低谷的中国化工过程机械制造企业,   当痛下决心进行调整、改革和改制,同时迅速建立数字化制造的环境,争取在3~5年内能进入   市场,实现跨越式的发展。由于大型制造企业的高度发展和垄断,中国在大型过程装备制造上能有所作为的企业越来越少,因此应   加重视中小企业技术创新能力和市场响应能力的提高,重视协作制造、协作商务理念的培养,逐步实施分散网络化制造,从面向全局的视野出发,以产品为纽带,以效益为中心,不分企业内外、地域差异,实行动态联盟,地组织产品的设计、制造和营销。可以相信,在加入世界贸易组织以后,中国将有一批中小型化机企业通过分散网络化制造,实施信息化“游击战”,实现“快鱼吃慢鱼”而达到后来者居上。

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