小吊机毕业论文

浅析船舶建造的安全现状及改善措施1. 引言目前，浙江船舶已出口至全球24个国家和地区，尤其是出口欧盟市场的浙江船舶附加值较高。 浙江海关统计分析认为，尽管出口势头强劲，但是浙江造船业仍然存在较多问题。在机遇面前由于浙江民营资本在造船业的过热投资，目前，浙江的温州、台州、宁波、舟山等主要造船基地相继出现低水平扩大投资、小规模生产发展、造船民企散乱等“低、小、散”一哄而上的局面。相关数据显示，浙江虽然有造船企业500多家，但是规模以上的企业却只有76家。浙江民营造船厂“低、小、散”的格局，导致船厂投入资金低，创新能力有限，设备更新缓慢，安全事故频发。小型企业或作坊式、家族式管理生产企业。造船企业安全事故时有发生，人员伤亡事故呈高发趋势。制约了企业发展，损失生命财产。2. 船舶建造过程中存在的主要风险 高空作业的危险船舶建造过程高处作业量很大，出现事故较多。施工人员必须使用安全带、安全帽，安全带应高挂低用，并注意防止摆动碰撞。作业过程中传递工具时没有使用工具袋。高处作业位移时，工作人员安全意识淡薄，自我保护意识不强，以为是瞬间完成的事，存在侥幸心理。如电焊的工作人员在杆塔上作业，虽然是一项经常性工作，但对杆架作业危险性重视不够，对工作条件、工作环境认识不足，存在着麻痹思想，上落杆塔过程均没保护措施。上杆架前不检查登杆工具、防坠工具是否牢固、可靠、完整。梯子的使用生产现场使用梯子的场合较多，也较频繁较普遍，因而，也常常被作业人员忽视一些基本安全要求：需用梯子登高作业时，见到梯子随手搬用，用前没有认真检查梯子是否符合基本安全要求。下梯子时，背向梯子而下。上下梯子时，手中持带工具或设备。梯子不够高时，临时找垫物垫高使用。梯脚底部不坚实，梯脚没有采用防滑橡胶套、橡胶垫或加以包扎。使用立梯时，梯子太陡，在梯子上作业时，将工具放置不妥。脚手架的使用脚手架使用前未经严格验收，脚手架上铺设的踏板没有绑扎固定，可以活动。导致施工人员从没有绑扎固定的脚手架上失足坠落，脚手架的安全应引起高度重视。高处作业搭设的脚手架，有空隙和探头板，跳板中部没有支持物，两头绑扎松动。脚手架相互间连接不牢固，脚手架踏板厚度不符合要求。使用锈蚀的材料。不能够承受站在上面的人员和材料等的重量，不具备足够的牢固性和稳定性，在施工期间发生变形、摇晃、倾斜，作业人员的人身安全得不到保障。在高处上下层同时作业时，中间应搭设严密牢固的防护隔离设施，以防落物伤人。传递工具应使用工具袋。高处作业下方应设置围栏或遮栏，并悬挂警告牌，不准人员通行和逗留。火灾的控制与触电火灾是企业生产中面临的主要危险。由于船舶建造环境特殊，尤其修船、拆船环境更为复杂，有些焊工的安全意识比较差，对所焊割的设备、装置或管道的性质了解不清，盲目动火，结果在焊割过程中酿成重大火灾或爆炸事故。下面一些情况常常会引起火灾：1、场地混乱，焊割炬随处乱扔。有些焊工工作途中因其他原因离开舱室或工作结束，焊割炬没有带出，阀门又不严密，造成漏气，可燃气体泄出和空气混合达到爆炸极限，工人点火发生爆炸。2、维修油轮时，作业前不使用专业设备进行测爆。单凭操作人员的经验处理问题，造成在操作时发生爆炸。 此种现象的发生在一些小船厂，尤其是一些私人修船厂、拆船厂比较常见。3、作业现场有与明火相抵触的工种同时作业。焊接是明火作业，周围不应有禁火工种，如船体喷涂，以避免同时进行操作时发生爆炸。4、由于舱室内空气状况差，为了改善内部条件直接向舱室内通入氧气，而富氧状态是诱发火灾事故的直接原因。触电伤害主要表现为人体接触或接近带电物体时对人造成的电击或电弧灼伤，一般发生在电气设备的使用、维修时，或者相关电源供应、断开等操作。造成触电的原因常常是由于绝缘的老化，修理不及时；使用不合格的电动工具，电路或电气未安装或安装不合格的过载或漏电保护装置，作业人员与带电设备安全距离不够、缺乏必要的电气安全常识。压力容器的爆炸气瓶使用不当或维护不良可以直接或间接造成爆炸、着火或中毒伤亡事故。开启或关闭瓶阀时，未用手或专用扳手，使用锤子、管钳、长柄螺纹扳手，损坏阀件。开启或关闭瓶阀的速度过快，产生摩擦热或静电火花，从而带来危险。使用可燃气体检查气瓶时存在的疏忽： 气瓶上没有粘贴气体充装后检验合格证的；气瓶的颜色标记与所需的气体不符，或者颜色标记模糊不清，或者表面漆色夜盖在另一种漆色之上的；瓶体上有不能保证气瓶安全使用的缺陷，如严重的机械损伤、变形、腐蚀等；瓶阀漏气、阀杆受损、侧接嘴螺纹旋向与所需要的气体性质不符或螺纹受损的；在氧气或氧化性气体气瓶上或瓶阀上有油脂物的；气瓶不能直立、底座松动、倾斜的；气瓶上未装瓶帽和防震圈，或瓶帽和防震圈尺寸不符合要求或损坏的。在进行上述检查时，对发现有缺陷的气瓶，未随时在气瓶上用粉笔简要注明，并向充气单位或储存单位交代清楚，给他人使用带来危害。气瓶受热爆炸：不慎将气瓶靠近热源。安放气瓶的地点周围lM范围内，有明火或可能产生火花的工作。气瓶在夏季使用时，未进行避光处理。瓶阀冻结时，处置方法不当：解冻温度超过401℃的热源对气瓶加热。盛装易于自行聚合反应或分解的气体的气瓶，应避开放射性射线源。气瓶未使用时，一般没有立放，气瓶滚、滑、翻的过程瓶壁受热引发危险。氧气瓶和氧化性气体气瓶，瓶内气体混人其他气体或杂质，液化石油气瓶向其他气瓶倒装，瓶体进行挖补、焊接修理。使用氧气瓶和氧化性气体气瓶时，操作者未检查自己的双手、手套、工具、减压器、瓶阀等有沽染油脂，凡有油脂的，必须脱脂干净后，方能操作。装运罐车的停放靠近火、电区域，罐体受到利器撞击后泄漏，自身管道内发生大量泄漏时未进行紧急止漏。装运罐车未必须设置可靠的导静电接地装置，在停车和装卸作业时，没有进行充分接地。罐车的定期检查不彻底，罐车发生重大事故重新使用前未全面检验。罐车的罐体外表面颜色应满足规定的要求，一般汽车罐车罐体外表面颜色应为银灰色，低温型汽车罐车罐体外表面颜色应为铝白色。起重设备的危险船厂大量使用特种设备，例如起重机、高空作业车、厂内运输车辆（叉车、运输车）起重设备在使用上较为广泛，同时发生事故的可能性越大。1．安全站位在起重作业中，有些位置十分危险，如吊杆下、吊物下、被吊物起吊前区、导向滑轮钢绳三角区、快绳周围、站在斜拉的吊钩或导向滑轮受力方向等等，如果处在这些位置上，一且发生危险极不易躲开。所以，起重作业人员的站位非常重要，不但自己要时刻注意，还需要互相提醒、检查落实，以防不测。2．吊索具安全系数小起重作业中，对吊索具安全系数理解错误，选用往往以不断为使用的依据，致使超重作业总是处在危险状态。3．拆除作业中留下隐患由于种种原因，切割不彻底，拽拉物多，拆除件受挤压增加荷重，连接部位未被发现强行起吊等等，造成吊车、吊索具骤加荷重冲击而导致意外。4．误操作起重作业涉及面大，经常使用不同的吊车、龙门吊。人员操作习惯不同，再加上指挥信号的差异影响，容易发生误操作等事故。5．绑扎不牢高空吊装拆除时对被吊物未采取“锁”的措施，而用“搭”的方法；对被吊物的尖锐棱角挂擦其他物体。成束材料垂直吊送捆缚不牢，致使吊物空中一旦颤动、受刮碰即失稳坠落或“抽签”。6．临时吊鼻焊接不牢，载荷增加或受到冲击，在空中运送的过程中被起吊物体进行旋转、下滑形成惯性，从而对发生断裂。7．吊装工具或吊点选择不当贪图方便，非专职人员操作。吊装工具的性能和操作技术盲目靠经验操作，一处失稳，导致危险。机器工具伤害机器工具伤害事故是指机械性外力所造成的事故，一般表现为人身伤害或设备的损坏。船舶修理作业中所使用的机器设备，包括冷加工所需的金属加工设备（如 车床、铣床、钻床、刨床、磨床、冲床、砂轮机等）及机械热加工所需的焊接设备以及搬运过程中所需的超重机械设备。机械伤害事故的主要原因有如下各种情况：安全操作规程不健全或管理不善，对操作者缺乏基本功训练，操作者不按规程进行操作，没有穿戴合适的防护服和符合国家标准的防护工具。由于机器在运转时敞露的部分较大，切屑和金属丝、刀具、工件及零件，若不加防护或防护不当，工作地点布局不合理，使用管理不当就会发生工伤事故。机械设备在非最佳状态下运转，机械设备在设计、结构和制造工艺上存在缺陷，机械设备组成部件、附件和安全防护装置的功能退化等均可能导致伤害事故。工作场所环境不好，场所环境混乱。如工作场所照明不良，温度及湿度不适宜，噪声过高，地面或脚踏板被乳化液弄脏，设备布置不合理。工艺规程和工装不符合安全要求，新工艺、新技术采用时无安全措施。根据事故统计分析，机械伤害主要由人和设备两方面因素引起的，如操作者不按操作规程操作、安全设施缺少或有缺陷、没有穿戴或穿戴不正确的防护用品、机床非正常状态下运转。中毒与职业病船舶在涂装和漆装中容易发生中毒事件。在舱室内作业时，对空间狭小的环境，要保证内部通风良好。不仅要驱除内部的有毒有害气体，而且要向内部送入新鲜空气。做好个体防护，减少烟尘对人体的侵害。在条件恶劣，通风不良的环境下，还必须采用更多的防护措施，如使用通风头盔、送风口罩、空气呼吸器等。施工过程中常见有毒物质及其防止方法如下：1.苯 无色、透明具有芳香的液体，油漆中用来作溶剂，沸点80℃，极易挥发。苯中毒后头痛、头昏、记忆力减退、无力，失眠等。另外还能引起皮肤干燥骚痒，发红。热苯还可以引起皮肤水泡，出现脱脂性皮炎。预防的方法，应加强自然通风和局部的机械通风，严禁用苯洗手。2.铅 包括铅白、铅铬绿、红丹、黄丹等含铅化合物。它是一种慢性中毒的化合物，日久方能发觉体弱易倦、食欲不振、体重减轻、脸色苍白、肚痛、头痛、关节痛等。预防的方法是以刷涂施工方法为宜，加强通风等防护措施，饭前洗手，下班淋浴，最好能用其他防锈漆来代替红丹防锈漆。3.刺激性气体 如氯气，对呼吸道、皮肤和眼睛有损害。应加强个人防护，加强通风和局部机械通风，使作业场所有害气体浓度降低到容许浓度的下限。4.汽油 无色透明液体，具有很强的挥发性，若在超过汽油蒸汽容许浓度时的环境中长期工作，能使神经系统和造血系统损害，皮肤接触后可能产生皮炎、湿疹和皮肤干燥。因此，在高浓度环境工作时，要戴防毒面具或加强机械通风；手上可涂保护性糊剂进行保护；工作结束后，用肥皂水洗净，并用水冲洗干净。船舶建造过程中除锈、校正敲打等作业产生的震耳噪声，可能对人员造成潜在的噪声聋；从事除锈（包括喷丸、喷砂）、油漆、油舱洗舱、气割、热处理等作业人员经常吸入铁锈烟易引起尘肺或肺病，并刺激皮肤和眼睛引起过敏。电焊作业中产生的氧化锰烟雾，过多吸入会产生个“金属烟尘热”中毒。焊件、焊条挥发出大量有毒烟尘、气体，尤其船舶焊接主要是用碱性（低氢型）条，而碱性焊条比酸性焊条更容易挥发烟尘、有毒气体（氟化物）。这些有害物质若不能及时排出，被焊工长期吸入引发眼、鼻、咽喉等疾病。灼伤易发于焊割作业，立体交叉作业，上面焊接的焊渣或熔渣随风飘落，极易落在下面操作者身上，发生灼伤事故。切割是工件未散热，从而烫伤皮肤。3. 船舶建造企业安全防护现状分析政策和法律上的原因在国家政策和法律对船舶修造行业的市场准入和源头管理的规定不够明确，准入门槛太低，造成船舶修造行业良莠不齐，竞争无序，缺乏行之有效、相互配合的监管措施和行政手段，致使日常管理针对性不强，管理不到位。一是行业的快速发展与管理不相适应。首先，船舶修造业作为多工种、多设备交叉作业的高危机械行业，在行业准入口国家尚未设置相应的门槛。其次是在安全生产管理上缺乏相对统一的、可操作的规范化标准。再次是相关的管理部门职责尚需进一步明确，力量也有待于加强。二是违规现象严重。部分企业员工有章不循，冒险蛮干，违章指挥、违反操作规程、违反劳动纪律和工作时间的现象不同程度地存在。体制和机制上的原因长期以来，船舶修造业大多数是由所属地挂靠管理，而县级以下政府无专门主管机构，综合监督和专项监管安全生产长效管理机制尚未完善，监管职责不清，责权不一致。加之，缺乏统一的船舶修造业安全生产行业标准和操作规程，恶性竞争有愈演愈烈，也是造成事故多发的一个重要原因。一是作业人员复杂。船舶的焊接、组装、合拢、下水等工种绝大部分都是外来施工队承包完成，外包队伍中的特殊工种绝大多数都是由农民工组成，由于利益和效益驱动，对于人员的管理十分涣散。二是现场管理乱。企业安全管理体系不健全，作业现场无专职安全员监管；员工劳动防护用品配戴不齐，特种作业人员无证上岗或证书过期现象屡见不鲜，责任落实和管理上的原因企业负责人安全生产法律意识淡薄，责任主体不明确，职责不落实，尤其是租用场地生产的企业通过层层发包或挂靠，安全生产存在短期行为，一些外包工程队对安全设施、安全生产管理以及安全管理人员在配备上互相推诿，导致管理环节脱节。资金投入不到位。一些企业以及外包工程队由于资金匮乏，大部分资金都投入到生产经营中，致使安全生产资金不落实，绝大多数企业没有设立安全生产资金专户，更没有按照规定提取足额的安全生产保证金，企业用于安全生产的技改投入、隐患排查与整改、员工安全教育与培训、应急救援等只是流于形式，导致抗风险和抗御事故发生能力差，为事故高发埋下了祸根。放火设备防护不到位。焊机及配电箱直接裸露在场地上，防护措施不到位，长期的日晒，焊机的防护罩、桩头、龙头线老化、破损，漏电、短路时有发生，还有部分设备“带病”运行，不少特种设备和压力容器等没有实行严格的检测、保养，安全阀、压力表、消防栓设备配备不齐全、不配套，设备安全性能和能力均不能及时有效地预防和抵御事故发生。工作人员大意麻痹，无规章可遵。安全控制不到位。电器设备直接裸露在场地上，电线乱拉乱接，线路老化和破损、无漏电保护装置、有的甚至无配电箱和开关箱，船舱油污不清洗，明火动用不测爆的现象还有存在。绝大多数作业现场既没有明显的标识，也没有严格执行规定，触电事故居发生事故之首。环境保护不到位。船体拼装后，船体除锈打磨、职工不带口罩和防毒面具，到处可见。后续动火都是闷舱作业，由于各段空间狭小，通风不够，作业环境差，救护措施不落实，进舱作业没有严格执行的制度和动火制度，特别是油漆工和焊工作业，极易发生重大恶性事故。安全教育不到位。安全投入少。不少企业法人重效益、轻安全现象普遍存在，在安全投入上往往是能减则减，能少则少，能不投入就不投入，安全设施，整改措施落实不及时、不到位，职工的三级安全教育和正常培训工作得不到保证，不同程度地存在着设备陈旧，超期“服役”、“带病”运行，为事故的高发埋下了隐患。安全生产责任制不落实。不少单位安全生产责任制、安全生产管理制度和各工种安全操作规程流于形式，主体责任没有得到真正落实。部分企业特别是一些外来承包队伍中的电焊工、冷作工、吊车工、铲车工、电工等人员无证上岗，缺乏应有的安全知识，不了解操作规程，给企业埋下了安全生产事故隐患。4. 针对现状，对策措施船舶安全的意义在于预防和杜绝事故的发生。生产计划处于安全平稳的状态下进行。切实把牢船舶安全文化的基本要求，抓好各项工作。船舶安全文化就是要实实在在地做到提高安全意识，树立“安全建造”的理念，使安全工作成为每一个人的自觉行动；就是要纠正不良的工作作风，树立全局观念，消除只顾自己不顾别人，只顾现在不顾将来的片面行为发挥工作行为、工艺技能、生产环境等外在因素的最大优势，排除一切不利于安全的因素，确保船舶建造的安全。“坚持安全发展，强化安全生产管理和监管，有效遏制重特大安全事故”。针对船舶修造业存在的问题，为预防和遏制安全生产事故发生，作者认为应采取以下应对措施：加大政策引导力度充分利用国家对造船行业政策调整的契机，研究制定出一套有针对性的地方产业政策。调整目前的产业结构，适当提高门槛，依照市场经济的法则，规范市场准入，实行优胜劣汰，通过政策引导和法律的支撑，大力推行标准化建设，避免不良竞争，使造船企业逐步走上良性发展的轨道，逐步提高企业的安全生产管理水平，提高企业的本质安全度。加大行业领导力度一是政府要强化领导，目前，船舶修造业地（市）级以上由同防科工委主管，而县级以下政府没有专门的船舶管理部门，大部分在经发委内设或带管，并且没有专门行政主管机构。特别是实施沿江开发战略后，不少企业由内河向沿江迁移，企业管理权仍由原乡镇管理，出现了安全生产管理的一个“空白地”。对此。县级以下政府应设立专门主管部门。二是实行行业管理，通过政府牵头组建行业管理协会实施有效的安全生产监督。三是实行注册安全主任代理制度，帮助企业完善安全生产管理制度，建立安全台帐，开展安全生产检查工作，及时发现消除安全隐患。加大资质审查力度目前我国船舶修造企业的准入门槛还很低，很多船舶修造项目采用挂靠或使用外包队伍，按照《安全生产法》有关规定，行业主管部门要严格对使用的外包企业及外包工程队的法定代表人、安全员和特种作业持证，安全生产规章制度、安全教育、安全管理台帐以及过去安全生产等情况进行安全资格和资质审查，抓好源头管理和监控。 设立安全生产资金各造船企业要确保安全生产资金的投入及使用。按照国家有关安全生产政策精神由地方相关部门建立相应的制度，单独列帐，企业足额提取安全费用，保障安全生产重大设施、设备、人员培训、隐患整改的资金。针对船舶修造业曾出现的高处坠落、物体打击、触电、机械伤害、爆燃等安全隐患，要从发展的眼光，投入一定的资金，按照高标准、高起点的要求，加强对安全生产科学规划、分类管理。对重大安全隐患整改的投入。对日常检查、集中检查、重点检查、全面检查中排查出的重大隐患，督促企业及时纠正安全问题，使“零违章”的关口前移，把“事后惩戒”转变为“事前疏导”，将被动防范转变为主动预防，把“要我安全”真正变成“我要安全”。建立安全监管的机制联合整治。各级安监、经贸、质监、消防等部门要各司其职，强化对船舶修造企业的管理和监督。尤其是各级安监部门应加强对船舶修造企业安全生产的监督检查，加大行政执法力度，对严重违反《安全生产法》的单位或个人要依法作出处理，同时，要严格按原则处理事故，查明事故原因，分清事故责任，严格经济处罚、行政处罚和刑事责任追究工作。企业应制定出具体的安全生产检查工作制度建立好检查台帐，同时要建立安全生产组织网络，把安全生产各项目标落实到车间、班组。船舶修造发包工程都必须有施工作业安全方案，同时要建立安全监管信息联席制度，采取部门检查、企业自查、事故调查分析，会同相关职能部门共研究确定安全监督检查重点，有针对性地开展安全生产监督管理工作，促进企业安全生产、企业管理水平的提升。5. 结束语船舶安全文化的作用，一言以蔽之，通过教育、管理来营造一种企业安全文化。安全文化建设的关键作用是致力于人的主体工作潜能，树立良好风气，倡导职业道德规范，塑造价值观念；这样，船舶安全文化建设就为船舶安全生产提供精神动力和智力支持，用严谨的科学态度、规范的管理对应一切内、外部环境。我们扎扎实实地实现上述各项要求，船舶安全建造就会结出丰硕的果实。.走出船舶建造的误区这些误区主要有：认为不出事故就是安全，满足于现状，把安全隐患、事故苗头、潜在危险抛之脑后，丧失了防范意识；认为昨天安全今天也安全，没有认识到安全只有起点，没有终点；制度归制度，工作行为依然我行我素，使规章制度得不到有效落实。“头痛医头，脚痛医脚”；以前别人怎么做我现在仍然这么做，别人解决不了的问题我也解决不了，致使安全生产“老大难”问题得不到解决。安全工作只抓表面不抓本质，导致安全生产时好时坏，重复事故常有发生；这种种误区都是船舶安全文化建设的绊脚石和致命伤，给企业、人员、海洋作业造成极大的危害，给企业的经济效益、社会效益甚至企业的生死存亡造成极大的影响，更严重的还影响到国家政治声誉。要建设好船舶安全文化就必须从这些误区中走出来。 走进安全管理的范畴船舶安全建造离不开先进的管理机制和方法。管理出安全，各项管理工作没有做好，安全工作就是一句空话。没有规范的管理程序，也就没有可靠的安全保证。只有规范的管理程序，才有可靠的安全保证。公司各部门要通力合作，从管好设备、提高人员素质人手，在加大船舶生产建造调整力度基础上，对现有的管理制度进行完善，添加一些市场运作比较成熟的企业管理理念，建立一套科学的、全面的、符合现代化管理理念的管理制度，逐步形成一种长效和良性的竞争机制，实现人机的完美统一。安全生产管理作为船舶修造企业行业管理的重要内容，坚持安全管理与生产经营管理同布置、同检查、同落实，规范该行业生产秩序，提升整体竞争力。参考文献[1] 朱清明.船舶修理作业的安全风险分析与控制2006 [2] 张永兴.探讨修船火灾原因及对策[J].航海技术.2006．[3] 吕洪胜.修船企业安全教育应实现系统化和规范化2006 [4] 王勤章.《船舶建造安全》哈尔滨大学出版社[5] 中国船舶商情网. 浙江船舶出口额大幅增加.2007-8-2[6] 浙江省地方标准DB33/ 630—2007．浙江省质量技术监督局2007-3-13发布建造质量涉及到船舶的使用寿命 其中包括很多元素比如最初的设计科学和合理性.以及船厂的建造能力和管理水平.以及在建造的过程中不可抗拒的非人为因素.对于质量这个关键词论题涉及比较难以把握.答辩过程中会出现很多漏洞.对于一个船厂实习的毕业生来说.论述的科学依据性也不高.个人建议可从船厂的建造安全来着手.具有典型的重工业代表性.论文如下：（本人做毕业设计时候所用的材料）希望提供帮助

机电一体化毕业论文绪论现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。一、机电一体化概要机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。二、机电一体化的发展状况机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70~80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；②机电一体化技术和产品得到了极大发展；③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向.三、机电一体化的发展趋势机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：智能化智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。网络化20世纪 90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system, CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。微型化微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。四、典型的机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、 CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。五、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。(一)我国“机电一体化”工作面临的形势1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。(二) 我国“机电一体化”工作的任务我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。六、我国发展“机电一体化”的对策(一)加强统筹安排，协调发展计划目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!(二)强化行业管理，发挥“协会”作用目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……(三)优化发展环境、增大支持力度优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。七、结语综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明

摘 要：虚拟现实技术是一项集成性极高的高新信息技术，本文通过对VR技术的讨论分析了VR技术土木工程中的应用，指出VR技术必将在土木工程中发挥越来越重要的作用。关键词：虚拟现实技术 土木工程 可视化计算一、引言随着我国经济的稳步增长和基础建设规模的加入，建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂，对土木工程学科管理的科学性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木建筑工程项目管理现代化的要求和本领域的研究热点。虚拟现实技术(Virtual Reality, VR)是综合性与集成性极强的高新技术，在军事、医学、设计、艺术、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。土木工程中的虚拟现实技术涉及土木工程领域的各个学科，已显示出一定的实用性，技术潜力十分巨大，应用前景非常广阔[1]。二、虚拟现实技术及其特点虚拟现实技术，又称灵境技术，是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，大大推进了计算机技术的发展。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的，并非是真实的，但当用户进入这一局部世界时，在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此，虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界，在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中，使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处环境的作用和变化，仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以，虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。1．沉浸性虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。2．交互性虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。3．多感知性由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。三、虚拟现实技术在土木工程中的应用1．虚拟现实技术在土木工程中的应用前景在土木工程中，长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的内容，如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑，用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景，以传递大量的信息。但这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的职业、知识结构及理解能力的影响，交流起来非常困难。VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界，也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时，可以突破物理空间和时间的约束，做到能“超越现实”；在表示虚拟世界时，又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感，以达到身临其境的感受，最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口，它利用计算机生成交互式三维环境，不仅使参与者能够感受到景物或模型的逼真存在，并且对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。2．虚拟现实技术在土木工程中的应用领域由于具有上述的优势特征，虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用，并且具有广阔的应用前景。现阶段，虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2]。（1）在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用[3]在实际工程施工中，复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的问题，前者难点关键就在于施工现场的结构构件及机械设备间的空间关系的表达；后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术，在虚拟的环境中，建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型（虚拟模型），形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配的结果，在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多，起重机的布置位置、高度，缆风绳着力点的选择，构件堆场的位置，起重机的开行路线，构件起吊路线等，都是施工方案设计必须考虑的问题。若对这些问题考虑得不够，则工程施工的进度、成本等都会受到影响，甚至导致安全事故的发生。建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中，不仅要考虑施工过程的安全性、可行性，还要考虑结构本身在施工过程中安全性、可靠性。某展览中心，钢结构屋盖支承在钢桅杆上，桅杆两端为锥形，与下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形，更为了维持结构的稳定，在钢屋盖桅杆和混凝土之间，采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆，形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中，不同的支撑方案、不同的拼接方案，在结构的不同部位会引起不同的效应，而随着连接杆件的安装，这些施工阶段的应力将残余在结构部位上，并影响到最终的结构受力安全性；并在结构就位过程中，有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确分析。用虚拟现实技术可以对不同的方案，在短时间内做大量的分析，从而保证施工方案最优化。（2）在工程项目招标投标中的应用建筑业是我国的支柱产业，建筑市场的过度竞争已是长期的事实。现代建筑工程项目的运作，业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内，如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此，承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时，也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标，往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4]。借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和方法表现出来，不仅节省了时间和建设投资，而且不用项目经理的现场答辩，方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。（3）在可视化计算领域的应用可视化计算将是今后一个重要的发展方向。在科研中，人们会遇到大量数据，为从中得出有价值的规律和结论，需要对庞大的数据量进行认真分析。对科学计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示，可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化，实现参数化及可视化计算，虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。在运用有限元法进行结构分析时，利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小，用不同颜色表示出不同的等力面；也可以任意变换角度，从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能，实时修改各种数据，以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化，概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中，将增强计算软件的前后置处理能力。例如，在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中，倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据，同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。四、结语虚拟现实技术在不断发展，专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍，三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。目前，虚拟现实技术还有很多不完善的地方，尤其在土木工程的研究方面，我们应努力建设虚拟现实技术实验室，开发有价值的虚拟现实工程系统，使其在工程设计、施工、管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。参考文献[1] 张跃．土木工程中的虚拟现实技术[N]．科技日报．1997年6月23日．[2] 沈金良．虚拟现实技术在工程设计中的应用[J]．科技交流，2004，(3)．[3] 谢行浩．建筑工程系统仿真[M]．北京：科学出版社，2001. 25- 37．

第1章绪 论选题的背景目的及意义本次的嘉（荫）萝（北）公路太平沟至跃进段两阶段初步设计位于嘉荫和萝北之间，嘉荫县位于黑龙江省东北部，小兴安岭北麓，隔黑龙江与俄罗斯与远东隔江相望。边境线长249公里，被国务院批准为国际客货运输口岸、江海联运港口和对外国人开放地区。萝北位于黑龙江省东北部，是亚洲最大的石墨矿床，林木种类繁多，也是我省的口岸城市，对俄贸易繁荣，萝北自然生态景观独特，有名山旅游经济开发区、龙江三峡国家森林公园、望云峰滑雪场等名胜，随着当地经济的飞速发展，和旅游事业的兴旺，原来的公路已经远远不能要求，这两个城市都是重要的边境城市，在很多方面都有广阔的交流空间。一直以来，，随着当地经济的飞速发展，和旅游事业的兴旺，原来的公路已经远远不能要求，因此，经过有关部门的研究，决定在此两地间修建一条公路，促进两个城市之间的资源流通，信息共享，共同发展，减小地区经济差异。根据两个城市的经济发展水平，以及沿线自然地形条件，远景交通量，公路建成后所承担的主要任务，拟修建二级公路，此公路的开通，对公路沿线的居民的出行及交通运输和大力发展当地的旅游事业，起着非常重要的作用，有利于当地的经济发展。我国幅员辽阔，公路对我们生活意义非常重要。该路的修建可以提高沿线附近城镇的经济发展，拉动区域间的经济和文化交流。这条路修好之后一定会非常有利于两地之间的发展以及沿线城镇的发展！本次设计是在老师的具体指导下完成嘉（荫）萝（北）公路太平沟至跃进段两阶段初步设计任务，以达到对所学专业知识的巩固、深化与综合应用，使理论与实践相结合，全面提升自己的综合能力和素质。要求掌握路线设计、路基设计、路面设计、路线交叉设计、小桥涵设计以及工程概算设计等有关理论和具体设计方法，并能够运用计算机独立完成全部设计图表。为毕业后适应生产单位的实际工作需要打下坚实的基础。太多了，你自己去看吧