联动系统的研究论文

电气论文：消防设计中常见问题解析 火灾自动报警系统1、 在电气施工图中设计说明未准确阐述联动逻辑关系。 2、 在总线制联动系统设计中，消防控制室未考虑手动直接控制主要灭火设备。例如CO2气体灭火系统。 3、 消火栓按钮未考虑设计直接启泵线路。 4、 在消防联动中，未考虑非消防电源的切断及电梯迫降到底的返馈信号。 5、 报警系统仅考虑保护接地，未设计工作接地。 6、 消防控制室设置位置不妥。（有的设计在二楼） 7、 未考虑消控室供火灾自动报警系统用的消防电源。 8、 未采用有直接手动控制功能的报警产品 规范规定：消防联动控制设备应设有对重要消防联动设备的直接手控制功能，能显示泵启动信号。当 消防联动控制设备采用总线控制方式还应至少设有六组直接输出接点 9、 在有些二总线报警系统中，未设计短路隔离器。 10、 大部分工程在设计时没有考虑设置备用扩音机。 11、 在较多工程设计中一些设备间未设置对讲电话。 12、 消防联动逻辑编制混乱 原因: 1）有些设计人员对消防联动逻辑的理解不正确。表现为：水流指示器与火灾探测器及压力开关与门报警后才启动喷淋泵；消火栓按钮及火灾探测器与门报警后启动消防泵；手动报警按钮及火灾探测器与门报警后启动卷帘门，如此等等，不一而足。而GB50166-92《火灾自动报警系统安装验规范》条文说明中详细阐明联动逻辑关系。 （1）报警信号：一个探测器报警、水流指示器报警等。 （2）报警确认信号：最可靠的确认是人工确认，也可以用电视监控。在系统设计上，一般用两组探测器或两种不同类别的火灾探测器同时报警后的"与"门信号作为"火灾的确认"方法，条文中的"火灾报警后"，是指一个探测器或一个回路探测器报警。"火灾确认后"，是指两个探测器报警的"与"门信号发出后。 （3）卷帘门的控制 对于疏散通道上的防火卷帘，应按下列程序控制下降： a)感烟探测器动作后，卷帘下降至距地（楼）面1.8m； b)感温探测器动作后，卷帘下降到底； 用于防火分隔的防火卷帘，火灾探测器动作后，卷帘应下降到底。 2）对联动控制系统的布线方式概念不清 消防报警系统与消防联动系统有两种常用的接线方式。 （1)是消防报警系统与消防联动系统合二为一，即在同一回路中既有火灾报警探测器，也有联动消防设施动作的输出模块； （2)是两系统各自独立，报警回路仅有报警探测器和接受信号的输入模块，而联动回路均为输出模块。 3）对联动控制系统中的"手动"理解不透 《火灾自动报警设计规范》（GBJ-50116-98），要求消防设施，如消防水泵、喷洒水泵、防排烟风机（包括正压风机）除具有上述的功能外还应有硬接线。即在消防设施与消防控制 室之间除消防联动控制总线外，还应单设非编码控制线。 4）各设计院防火自审小组的组长或总工程师对消防水、电、暖的施工图未作综合审核。 消防电气系统 1. 在一级负荷的供电系统中,二路独立供电的高压单元回路,任一回路故障,其高压侧母联开关应联锁投入,而绝大多数设计此开关均为手动。 2. 当一路高压供电而另一路为自备发电机供电的一级负荷系统，当市电高压故障，而自备发电机往往只能靠手动投入到低压侧母线供电，这样就延误了供电时间。 3. 消防设备电源箱为双路供电，变电所仅一路高压供电，另一路为自备发电机供电，发电机是通过双投刀开关接入低压母线的。 以上3点除对一级负荷的理解有关外，更主要的是，当地供电部门怕影响配电网接线，危及配电网的安全，以及造成自备发电机非同期合闸等。 4. 一类高层建筑自备发电，应设有自动启动装置，并能在30s内供电，但多数发电机未设电压监视装置，故只能靠手动启动。这主要是变电所及发电机未设计必要的自动联锁装置，更主要的是一些供电部门不同意自投供电。 5. 有些控制箱未设计在消防控制室直接手动启动的引出端子及相应设备。这主要是因设计人员未设计原理图，同时对重要消防设备应设置直接手动控制装置理解不深所致。 6. 有的消防备泵为消火栓系统及喷淋系统共用，致使备泵不能根据系统故障，自行选择投入运行。这些消防给水专业沟通不够及对规范的理解有关。 7. 一些控制箱未按《建筑电气安装工程图集》推荐的标准选型而选用老式的XJ01-1控制箱，致使主泵故障，只能去水泵房现场启动备泵。 8. 消防控制室无法监视重要消防设施的供电电源，因为消防控制箱未设计电源监视装置。 9. 有的重要消防供电回路开关不具备选择性，当启动消防泵时，因启动电流大，控制箱自动开关未跳闸，反而越级跳到电源侧或配电室低压母线侧。当选择标准控制箱时，未很好校核供电系统及自动开关的动作电流（或灵敏度），很易产生负荷倒动作电流大于首端电流，而越级跳闸。 10. 水泵、防排烟风机，消防电梯等设备，其供电线路未选用耐火型电缆。 11. 楼梯间集中供电的疏散照明灯，在火灾时不能自动点亮。 12. 在火灾时继续工作的场所（如配电室、水泵房等）应急照明时间不够，且照度低。 消火栓给水系统 1、消防水池 （1）消防水池的有效容量偏小 对建筑物火灾延续时间、室内消火栓用水量选用错误。老工程改造后，增设喷淋系统，水池容量没有增加。 （2）合用水池无消防专用的技术措施 有些工程的消防用水与生产、生活合用水池，以防止水质变坏；但未设计消防专用措施。合用水池的专用措施常用的有下面图示三种：合用水池的技术措施 （3）较大容量水池无分格措施 消防水池如超过1000m3的消防水池，所对应的建筑危险性或重要性比较大，消防水池有了分格措施后，消防水池清洗期间仍有一半消防水源，确保建筑物的安全。 2、消防水泵 （1）消防水泵流量偏小 消防泵流量偏小不能满足室内消防用水量的要求。 （2）消防水泵扬程偏大 消防泵的扬程偏大对管网工作不利。 （3）一组消防水泵只有一根吸水管 有的工程一组消防水泵只有一根吸水管，当吸水管检修时，整个系统瘫痪。 （4）一组消防水泵只有一根出水管 和消防水泵的吸水管一样，如果一组消防水泵只有一根出水管，就会降低消防系统的可靠性。 （5）水泵出水管上无压力表、无试验放水阀、无泄压阀 消防水泵出水管装有压力表，试验放水阀，在检查站消防泵时，可使消防泵的出水不进入管网，使管网免受超压和水锤的影响。由于发生初期火灾时启动消防泵后管网会超压，且会产生水锤效应，停泵时也会产生水锤效应。出水管上设置泄压阀后能泄压且能减小水锤效应。 （6）引水装置设置不正确 ① 吸水管设引水罐， ② 吸水管上设底阀，高位水箱补渗水。在消防工程检测中我们发现有三种不 （7）水泵的吸水管的管径偏小 有些设计选用管径偏小,水泵的流量达不到设计值。 3、增压设施 （1）增压泵的流量偏大 4、水泵接合器 （1）水泵接合器与室外消火栓或消防水池的取水口距离大于40m （2）水泵接合器的数量偏少 （3）水泵接合器未分区设置 5、减压装置的设置 （1）栓口动压大于0.5Mpa的未设减压装置 （2）减压孔板孔径偏小 有些设计如某办公楼，B2-1F选用减压板为D/d=65/14,启动消防泵后，实测动水压力为0.12Mpa，充实水柱〈10m，不利于灭火。 6、消火栓按钮 （1）消火栓按钮功能不齐 常见错误有4 种类型。 a、消火栓按钮不能直接启泵，只能通过联动控制器启动消防水泵。 b、消火栓按钮启动后无确认信号。 c、消火栓按钮不能报警，显示所在部位。 d、消火栓按钮通过220V 强电启泵。 （2）临时高压给水系统部分消火栓箱内未设置直接启泵按钮 7、消防水箱 （1）屋顶合用水箱无直通消防管网水管 （2）合用水箱无消防水专用措施 （3）消防水箱出水管上未设单向阀。 8、屋顶未设检查用的试验消火栓 自动喷水灭火系统 1、消防水池（可参见消火栓系统） 2、消防水泵（可参见消火栓系统） 3、稳压系统 （1）稳压泵的选型 许多工程中稳压泵的流量偏大。 （2）稳压泵的位置 有些设计人员在高位水箱处设置稳压泵，就近接入自动喷水灭火系统的立管顶部，此种方式存在的问题是：当喷头受热爆炸后，阀后压力降低，稳压泵启动后，仅能使湿式报警阀后的管网压力升高，故不能开启阀瓣，因此压力开关没有讯号启动喷淋泵。 4、水泵接合器 （1） 水泵接合器的设置 （2） 水泵接合器的设计数量偏少的也较多。 5、减压装置的设置 有些设计人员在设计高层建筑物自动喷水灭火系统未予考虑。 6、湿式报警阀 （1） 湿式报警阀的设置 许多工程在设计报警阀的地点时，考虑不周全。 （2） 供水控制阀 有些工程在设计时未设置供水控制阀。 7、水流指示器 水流指示器前应安装信号阀，与水流指示器间的距离不宜小于300mm，大部分工程中均未设计信号阀。 8、末端试验装置 末端试验装置包括试验阀、压力表、排水管，试验管径不小于25mm。许多工程中末端试验装置管径<25mm， 9、系统联动试验 末端试验阀打开，压力表读数应不小于0.049MPa，许多工程最不利点放水试验时，压力表读数小于0.049MPa。这是因为设计时未考虑最不利点的动水压力。 10、喷头 宽度大于1.2m的风管腹面下应设喷头。但多数设计单位在工种的会签中遗漏此项。设计人员在设计喷头布置时，除了考虑满足上述规范要求外，还应考虑喷头与大功率发热灯具和通风管风口的距离不应过近，以免系统运行后出现喷头被大功率发热灯具散发的热量引起误动作喷水；当喷头离送风口太近喷水灭火时，喷出的水被从通风管风口出来的风吹离正常洒水范围。所以设计人员在喷头布置设计时就应与其它专业设计人员共同会商。 11消防水箱 （1）、（2）、（3）、（4）点可参见消火栓系统 （5）在消防水箱出水管处设置的止回阀与水箱底的垂直距离太小（通常不足 1m），使放水试验时，水流指示器不能报警。 12、泄压阀 某些工程在水泵的出水管上未装设泄压阀。 13、固定托座和固定支架 设计人员在自动喷水灭火系统设计的同时计算出荷载，并依据此值设计出配水立管底部的专用承重托座，且同时还应会同建筑结构专业的设计人员验算建筑结构部件能否承受此托座传递过来的荷载 14、套管与所穿管道间隙密实填料的选择 设计人员在设计自动喷水灭火系统时就应把套管填充材料选定下来。选择玻璃纤维布代替石棉作套管间隙填充材料较好。 15、压力开关水力警铃误报警 ，有些误报问题往往是因为设计原因造成的 （1）直接由市政水作稳压 由于市政水压力波动大，而湿式报警阀本质上是一只止回阀，只允许水单方向流动。当市政水处于低压时，湿式报警阀处于关闭状态，那么在市政水压力升高，P1F1>P2F2时湿式报警阀即打开，引起误报。 (2)采用稳压泵稳压。 如果稳压泵补水平缓，始终使阀瓣小角度开启向管网补水，即不会发生"误报"。如果补水速率过大，一开始补水，阀瓣就冲至大角度开启，即发生误报。 (3)设置增压泵系统 增压泵增压引起误报的原因与稳压系统相同。 泡沫灭火系统 1、泡沫混合液支干管道控制阀距储罐偏近，且不易操作。 2、混合液管道上未设置泡沫栓 3、计算混合液数量未泡沫消火栓用量和管道容积考虑在内 4、管网最低处未设置泄放装置 5、路最高部位未设置自动排气阀 气体灭火系统 1、灭火强度及灭火剂量无准确计算书 2、对围构物件的抗压强度考虑较少 3、对防护区的分隔要求考虑较少 对于三层设置的防护区，对吊顶以上及地板下的防护区的分隔应按照大空间（天花板以下部分）的要求进行严格分隔。对于单层喷头布置：吊顶以上部位的分隔规范尚未明确规定，要看灭火剂量的设计量是否考虑到吊顶以上部分的空间。 4、对探测器的组合布置考虑较少 对于地板下的探测器由于空调送风后气流的影响,故探测器应向上安装。 5、气体灭火系统的联动问题 系统设计时未考虑相应的联动控制，关闭开口，停止风机等功能。 6、气体灭火场所排烟联动控制 气体灭火实质是在被保护区内释放灭火气体，浓度达到一定值后扑灭火灾。显然，气体灭火场所在火灾时，应为封闭场所，除应关闭门窗及通风设施外，排烟设施也不能开。这与一般灭火场所是不同的。 现代建筑中，有许多采用了玻璃幕墙等固定窗扇的建筑，有些是以洁净防护等功能要求而设计的封闭性建筑，其中有些房间属设置机械排烟设施的场所，有些又属设置气体灭火装置的场所。显然，就出现了在气体灭火场所设置的排烟设施，若对规范不加以分析，要求在发生火灾时应联控开启排烟设施；这样做，从灭火实效看是不合理的。因此，对规范使用的场所设计时要具体分析。 防火分隔系统 1、用于疏散通道上的防火卷帘两侧未设置火灾探测器组，且两侧未设置手动控制按钮。 2、疏散通道上的防火卷帘没有按下列程序自动控制下降（设计中防火卷帘门一般一步降到底） （1）感烟探测器动作各卷帘下降距地（楼）面1.5～1.8m。 （2）感温探测器动作后，卷帘下降到底。 3、用作防火分隔的防火卷帘，火灾探测器动作后，卷帘没有下降到底。 4、同一防火分区内用作防火分隔的防火卷帘，火灾探测器动作后，多樘卷帘没有群降。 5、防火卷帘控制装置未采用消防专用电源供电。 防火卷帘动作后的反馈信号在消防控制室内不能显示。 6、单片式卷帘未加水幕保护。 防排烟系统 1、机械排烟系统的排烟量偏小，机械防烟系统的正压送风量偏小。 2、高层建筑的不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、合用前室未设机械防烟设施。 3、建筑高度超过50m的一类公共建筑和超过100m的居住建筑的楼梯间及前室采用自然排烟，而未设机械防烟设施。 4、设置机械排烟的地下室未设置送风量不小于排烟量50%的送风系统。 5、地下室机械排烟系统的排烟口与排风口不能联动切换。 6、排烟口、送风阀打开不能联动风机启动。 7、通风、空调系统的风管穿越防火分区、穿越通风空调机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处未设防火阀。 8、厨房、浴室、厕所等垂直排风管道，未采取防火回流的措施，未在支管上设置防火阀。这一点是许多设计人员经常疏忽的地方。 9、防排烟风机远程不能停止，并未设手动直接控制，原有的大部分工程防排烟风机远程控制均能启动，但远程停止不能实现。 10、同一楼层的几个送风阀（排烟口）的反馈信号不应并接应串接。 11、排烟风机入口处和在排烟支管上未设排烟防火阀，排烟防火阀未与排烟风机联锁，能自动关闭的排烟防火阀。另外为了阻止烟火的垂直蔓延，也为了不使烟火蔓延到排烟风机所在层（通常在顶层），在排烟风机入口处应装自动关闭的排烟防火阀。 12、送风口设置位置偏高，排烟口设置位置偏低。 13、一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的建筑面积超过100m2的地下室未设机械排烟系统。 14、一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑的无直接自然通风，且长度超过20m的内走道或虽有直接自然通风，但长度超过60m的内走道未设机械排烟系统。 15、正压送风系统的新风入口设置位置不当。 排烟出口应加接一段风管，使排烟出口高出送风系统的新风入口。为防止意外，有必要在送风机入口设感烟探测器与送风机联锁，一旦有烟气侵入，送风机要立即停止运行。 16、高层建筑的裙房部分不具备自然排烟条件的前室（或合用前室）不宜设置局部机械排烟设施，应设置局部正压送风系统。 17、防排烟间前室的正压送风系统应在其加压风机的吸入管上设置止回阀或与风机开启连锁的电动阀；中庭的机械排烟系统也应在排烟风机的吸入管上设置止回阀或设置常闭排烟阀（排烟防火阀联动时打开） 18、防烟楼梯间和合用前室共用同一加压送风系统，在通向合用前室的支风管上未设压差自动调节装置。 19、防排烟风机设计位置不当。 20、机械加压送风系统的吸入口未设置止回阀或与风机联锁的电动阀。

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一、答辩的目的 答辩是对申报人的一次综合性面试考核，主要目的是两个，一是核实，二是定位。所谓核实是对申报人提供的申报材料内容和论文进行核实；所谓定位是通过答辩，对申报人的学识水平、工作能力、工作业绩做出综合评价，给每个人一个相对准确的定位，以便确定其是否符合高级工程师或工程师任职资格。 凡申报高级工程师和工程师资格的专业技术人员均应参加答辩。 二、答辩的方法 答辩之前，各评审服务机构均应遵照人事局的要求，根据自己的专业特点，本着公正、公平、科学、准确的原则，在广泛听取专家意见的基础上，制定出答辩评议量化考核标准和答辩评议方法。 我们机械设计和机械电气设计高级和中级评委会制定的量化考核标准中的考核内容共有三个方面五个项目，即： （一）论文评价 （二）答辩评价 （三）综合评价（ 1、含学识水平 2、工作能力 3、工作业绩 ） “论文评价”是专家按照评价标准进行评价，对有严重抄袭问题的论文，可给予最低分。 “答辩评价”主要是记录申报人答辩时回答问题的正确率和准确率。 三个方面五个项目可能会有些交叉和重复，但目的是要准确记录申报人在答辩过程中的真实情况，立体地多侧面地将申报人的综合水平反映出来。 专家根据申报人报送的评审材料，通过答辩面试，参照有关量化考核标准，对申报人做出具体评价， 三、答辩的题目 答辩题目一般为2～4道（不含加试题），根据答辩情况专家可补充提问，答辩题目主要是结合申报人的论文和申报表中的专业技术工作情况，在申报人的专业范围之内，涵盖内容的广度与深度应能体现高、中级专业技术人员的任职水平。 四、答辩的程序 各评审委员会根据申报人的专业分成若干答辩评议组，各答辩评议组一般由3～5位专家组成。 答辩题目可提前交给申报人，准备时间为20～30分钟左右，申报人可以自备有关资料，做一些简单的摘要，答辩时间一般为20～30分钟，中级一般没有准备时间。 五、评审结果及证书发放 按照市人事局规定，评审结果及相关材料会及时上报市人事局验收审核，进行公示，我们也会在网上进行公示，是否取得任职资格，应以公示情况和人事局审核后的意见为准。 证书由人事局统一办理，证书办好后，我们会在网上通知大家领证并退回申报材料。 六、答辩注意事项： 请看“申报人注意事项”和“答辩规范用语示例” 申 报 人 注 意 事 项 1、答辩前20--30分钟申报人可拿到答辩题并在候答室准备。 2、要保持安静，要关闭手机，禁止与他人交谈，禁止离开候答室。 3、在候答时可查阅自备的资料，可做摘要。 4、申报人在工作人员引导下进入答辩室。 5、答辩时申报人要围绕主题，简捷、清楚的 回答，可参阅所做摘要。 6、要注意专家提示及追加的问题。 7、不要与专家过分寒暄，无需握手和交换名片，不要与专家谈论与答辩无关的话题。 ８、答辩时间为20--30分钟，答辩结束后将答辩题交给工作人员。 答 辩 规 范 用 语 示 例 专 家 ：根据你的工作和论文，我们提出了N个问题，请你先回答第一个问题：X X X X X X X X 申报人：……第一个问题回答完毕 专 家：请你先回答第二个问题：X X X X X X X X 申报人：……第二个问题回答完毕 …… …… …… 专 家：答辩结束 申报人：谢谢各位专家（申报人离开答辩室）

希望对你有帮助哪怕只有一点点机电一体化毕业论文机电产品和相应的生产装备种类与水平是一个国家工业基础能力的重要标志之一。光机电一体化技术使产品或体积减小、重量减轻，降低资源消耗；或增强智能化和可靠性，使产品具备更加良好的性能价格比；或降低成本，让更多的人有能力享用新产品……变化的实质是使产品具有更强的市场竞争能力。机电产品生产装备的进步往往带来一个具体生产行业技术与产品的升级换代，工业生产与人民生活产生质的变化、甚至是革命性的飞跃。支持发展这一技术领域的目的在于：提高和改变传统机电产品的性能、质量、品种结构和配套现状，开发新一代具有国际竞争能力的智能型产品，促进传统机电产品的升级换代；开发高度自动化、高精度制造装备，满足国民经济各部门技术装备的需要。2005年度，科技型中小企业技术创新基金将重点支持光机电一体化领域中下列六个方面适宜中小企业承担的技术产品：l、工业生产过程控制系统；2、高性能、智能化仪器仪表；3、先进制造技术及其装备；4、医疗仪器技术、设备与医学专用软件；5、发电厂及电力系统信息化与自动化；6、地面机动交通工具行业相关技术产品。(一)简述机电一体化机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。(二)简述机电一体化代表产业数控技术1.随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，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、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。数控加工技术是一项能大幅度提高机械加工件精确度及其生产效率的先进制造技术，不仅能适应单件、各种批量生产，还能加工传统方法难加工的形状复杂、精确度高的零件。因此，发展现代化的数控加工技术及其装备、相关的加工工艺，是机械制造业实现自动化、柔性化及集成化生产的基础，它将促进机械制造业产品结构、生产方式及管理体制发生深刻变化，更好地发挥数字技术及信息技术对提升制造水平的重大作用。本基金将重点支持：有良好市场前景的数控单元技术的创新项目、具有结构及工艺创新的高性能的数控制造设备。（1）具有市场竞争力的高可靠数控系统及驱动系统；（2）高性能加工编程软件及应用软件；（3）先进数控机床及其关键功能部件；（4）先进数控加工用刀具摘要：简要介绍了当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状，在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下，发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性，并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。1数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面〔1～4〕。1．1高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*！000r/mm和1g。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。1.25轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。1.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)，中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“ITplaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。1.4重视新技术标准、规范的建立1.4.1关于数控系统设计开发规范如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。。4.2关于数控标准数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75％）、加工程序编制时间（约35％）和加工时间（约50％）。目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1～2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEPTools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(SuperModel)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。2对我国数控技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。a.奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。a.技术水平上，与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大。b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。3对我国数控技术和产业化发展的战略思考3.1战略考虑我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。3.2发展策略从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。参考文献：〔1〕中国机床工具工业协会行业发展部。CIMT2001巡礼〔J〕。世界制造技术与装备市场，2001(3)：18-20.〔2〕梁训王宣，周延佑。机床技术发展的新动向〔J〕。世界制造技术与装备市场，2001(3)：21-28.〔3〕中国机床工具工业协会数控系统分会。CIMT2001巡礼〔J〕。世界制造技术与装备市场，2001(5)：13-17.〔4〕杨学桐，李冬茹，何文立，等距世纪数控机床技术发展战略研究〔M〕。北京：国家机械工业局，2000.另外,站长团上有产品团购,便宜有保证