数字化加工技术范文

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中图分类号：TH161 文献标识码：A 文章编号：

近年来，为实现我国装备制造业的转型升级，国家大力推行精益制造、智能制造、敏捷制造等先进制造理念，并高度重视信息化在制造中的促进作用。数字化车间理论与应用研究方兴未艾。

数字化车间的概念

数字化车间是数字化技术在制造车间集成应用而形成的一种制造车间的模式，即从数字化产品工艺设计、工艺试验、生产组织和管理等方面入手，将制造车间中的数字化设备与工艺设计及生产管理的信息进行集成，形成基于数字化设备和信息集成于信息流自动化的集成制造系统，从整体上改善生产的组织与管理，提高制造系统的柔性，提高数字化设备的效率。

数字化车间目前存在两个方面的含义。一方面，它是指从制造的现实出发，对制造过程中产生的数据进行数字化，并对它们进行加工处理，产生相关的信息，在制造系统中进行存储和交换，并直接应用于车间对生产过程的管理和控制，通常把这种生产方式称为数字化制造。另一方面，它是指“车间”生存于数字化世界，在真实工厂或生产过程还没有开始前，这个车间在虚拟空间中运作，对真实车间进行虚拟现实的仿真，提供优化的结果，是虚拟制造技术的发展。

本文讨论的是前一种含义，其实质是数字化技术在车间的综合应用，即利用计算机辅助进行信息管理、生产工艺安排、生产计划制定和生产过程控制，在车间范围内实现CAD/CAPP/CAM,PDM,MRP,MES,DNC等数字化技术的集成应用。

2、数字化车间的组成结构

数字化车间的总体结构如图1所示，分为企业计划层、制造执行层和控制层。通常，数字化车间本身包括制造执行和控制两个层次，企业计划层是数字化车间的上游，是数字化车间运行的外部环境。制造执行层是数字化车间的核心，它协调车间各个部门完成车间的技术管理、生产计划和调度及整个生产过程的管理与控制，而控制层则完成设备管理、现场数据采集和物流监控。数字化车间需要实现企业以生产计划和执行控制为主线的生产管理信息系统集成应用，以CAD/CAPP/CAM和PDM集成为特征的技术信息系统集成，以及基于网络实现DNC、现场数据采集和物流标识等监控系统集成应用。制造执行系统为车间范围内的这三种集成提供了应用平台。

实施数字化车间的关键是基于车间数字化装备、综合网络（DNC）和数据管理系统建立制造执行系统，实现生产作业计划管理与执行控制，以及实现制造执行系统与企业资源管理系统和产品与工艺过程设计系统的集成应用。

3、典型机械加工数字化车间

数字化车间在各种类型车间中已有广泛实践，以机械加工车间最为典型。机械加工车间通过制造执行系统将工厂生产计划信息引入车间，并根据工厂生产计划进行具体执行计划——生产作业计划的指定，把企业下达的生产任务具体分配到车间的各个生产单元（工段）、工作地和工人，规定他们在月、旬、周、日以及轮班和小时内的具体生产任务；并通过现场终端将生产指令直接下达到操作者，同时及时采集任务状态信息，组织产品生产过程各阶段、各工序在时间上和空间上的衔接协调，实现生产进度控制、产品质量控制、物料消耗与库存控制及生产成本费用控制等。生产计划与控制是实现生产计划，提高产品质量，降低生产消耗和产品成本的重要手段。

车间可通过PDM集成和运行CAD/CAPP/CAM软件，支持车间的工艺准备技术工作，实现设计数据直接引入、工艺建模、自动编程和程序仿真。DNC系统通过网络与CAD/CAPP/CAM相连，直接从NC程序库中读取所需要的加工程序和参数，也可以将生产现场经调试的实际应用程序回收后统一存放、归档。同样，机床的CNC参数也可以通过此系统进行传输。

车间建立刀具管理系统，实现数控用刀具的管理和预调，考虑到生产规模的扩大和品种的变化速度加快，在加强CAD/CAPP/CAM的同时，应注重生产准备环节的技术改造。刀具综合管理和预调制度的建立及刀具管理系统的采用可以实现在车间（单元）范围内的刀具参数和寿命管理，实现刀具的统一调配和配送，将缩短生产准备时间，降低车间刀具占有量，提高刀具的利用率，以及稳定产品质量，还可以通过DNC系统实现刀具参数的传递。

4、机械加工数字化车间的实施效果

通过数字化车间系统的实施，机械加工车间在管理手段、生产效率、生产成本等方面都会有明显效果，为精益生产模式的建立奠定了良好的基础。

1）彻底消除机床信息孤岛，实现了工厂的完全网络化管理

通过机床网络DNC的建设，彻底改变了以前数控机床的单机通信方式，全面实现了机床的集中管理与控制，机床由以前的信息孤岛转变为整个工厂的一个信息节点，实现了数控程序的传输网络化、管理规范化、仿真虚拟化、数据采集自动化。

2）通过图形化的高级排成，最大程度地优化了生产计划

通过高级自动排产算法，可将生产任务分解到每一工序、每一设备、每一分钟，并可通过方便直观的图形看板形式，以即时的方式提供准确的交货日期，实时获知落后于计划的作业，查明是哪里出现了生产“瓶颈”，实现了生产任务的精确管理。

3）实现生产过程的全透明化管理

通过准确、及时、自动的机床生产信息反馈，可以同时采集所有机床的实时状态，随时查看机床的开机、运行、故障等信息，实施获知每台机床的工件生产数量，并结合条码扫描等手动采集方式，实现生产过程全方位的透明化管理。

4）减少机床辅助时间，提高机床利用率

通过协同制造平台，实现了技术、物料、工具、质量等生产准备协同，从根本上避免了因某一环节的准备不足而影响生产的不良情况。通过高级排产、程序网络传输、模拟仿真、程序数据库管理，将生产计划、程序编辑、仿真、管理等生产辅助任务在计算机端快速高效地完成，这些管理措施与手段均可最大程度地提高机床的有效利用率。

5）实现对库房的精细管理，优化库存，降低生产成本

充分利用先进的计算机网络技术，全面实现对车间各类（包括刀具、物料、在制品等）库房的计算机管理，可有效优化各类库存，明显地降低车间库存成本。

6）与PDM/ERP系统全面集成，整合企业制造资源

通过与PDM/ERP等系统的有机集成，以及MES系统自动导入ERP的生产计划等上游信息，实现企业各管理系统之间数据资源最大程度的共享，为实现企业级的精益生产奠定良好的技术与管理基础。

参考文献：

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中图分类号：TQ1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)07-0207-02

1、引言

广义的数字化制造涵盖了产品的生命周期的全过程，目前涉及数字化设计和数字模拟较多，而具体到车间数字化管理和数字化制造则相对显得比较薄弱。

十一五以来，军工企业主要由批产任务为主转化为型号研制任务为主的经营模式，直接决定了军工企业生产模式以多品种、小批量、交付周期短、高难度等为主的特点，对生产组织管理、合同履约率、成本控制、质量管控都带来严峻挑战。面对日益严峻的市场激烈竞争，只有按时交付高质量、低成本的产品才能赢得市场的青睐。

作为机械制造型的电子元器件为主的企业生产当前存在的关键瓶颈无疑是多品种、小批量、高难度的零件制造能力严重不足，后续装配零件齐套率低、产品制造周期长、无法满足市场要求。如何充分利用现有设备资源，提高机械加工零件生产效率成为当务之急，数字化制造（仅指狭义的计算机三维建模、计算机NC编程、仿真及程序传输、校车等）正是解决当前问题的最好途径。

2、数字化制造发展态势及方向

2.1 数字化制造定义

指将飞速发展的计算机技术应用于产品设计、制造以及管理等产品全生命周期中，以达到提高制造消息和质量，降低制造成本、实现快速响应市场的目的所涉及一系列活动的总称，本文所涉及的数字化制造仅指狭义的数字化制造（零件机械加工过程）。

2.2 数字化制造的起源及发展

20世纪中期，简易数控机床首次出现，60年代中后期计算机辅助设计软件及柔性制造系统诞生，80年代初，计算机辅助设计和计算机辅助制造融合，到了2000年，CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/MES/ERP高度集成运用于生产。

2.3 国内外数字化制造现状及发展方向

随着现在制造业的飞速发展，近几年来，我国数字化制造有了显著发展，尤其表现为数控机床的年产量（包括从国外进口的数控机床）在不断的上升，机床的产值数字控制化率将近30％。但我国数控设备总体运行效率还很低，即使在数控技术应用较好的航空航天部门，开机率仅50%～80%（工业发达国家95%）、主轴利用率仅40%～60%（工业发达国家95%）、加工效率仅达3 Kg/h～5Kg/h（工业发达国家30 Kg/h～50Kg/h），主要表现为数控机床性能没有完全发挥、多轴单用、数控普用、工艺水平落后等，其中影响机床利用率的一个最核心原因就是，机床停机时间太长。

在国外，以空客、波音为首的欧美航空企业很早就开始接触数字化制造领域，其数字化制造涵盖了整个产品生命周期的全过程，已经将CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/MES/ERP高度集成，系统运用于实际生产，数控生产也早已分工细化、并行实施到零件制造过程中。

3、军工企业实施数字化制造具备的基础

3.1 硬件平台

在十五、十一五期间，国家加强了对军工企业的建设投入，多数军工企业机械加工设备进行了淘汰升级，部分企业数控化率高达90%，尤其引进了大量的先进进口数控设备，为提高制造能力和开展数字化制造奠定了基础。

3.2 软件平台

现阶段，大多数军工企业软件建设基本齐全，包含了二维计算机辅助设计软件，三维设计软件，实现了数控机床DNC系统，借助计算机技术、通讯技术、数控技术等为基础，把数控机床与控制计算机集成起来，从而实现数控机床的集中控制管理，它有效的解决了计算机编程的在线加工，数控加工程序的输入、输出、调用、归档、管理。同时还开展实施了ERP系统、PDM、PLM系统，引进了计算机编程软件、仿真软件等，但是各环节未形成有机组合，系统集成运用效果差。

4、军工企业机械制造存在的主要问题

现阶段多数军工企业机加零件生产流程主要为：接收零件生产计划二维工艺图纸消化刀具、量具、原材料准备手工编程、校车首件加工鉴定批量加工的传统生产模式，该生产流程主要存在如下的不足。

4.1 二维图纸消化

操作人员掌握技术图纸信息是零件生产的前提基础，快速、高效的掌握图纸技术信息无疑对组织后续生产起到事半功倍的效果，现在企业发放用于指导零件生产的均是二维图纸，由于需要实体形象向抽象的视图表达方式的互相转换的思维，理解图纸困难，特别是一些新品零件，大部分需借助技术人员指导，对一些复杂的组件壳体零件，消化图纸的时间至少需要1小时以上，更有甚者需要工艺人员将二维图纸转化为三维图纸指导生产。

二维图纸本身也存在缺陷，设计、工艺人员的稍微疏忽使技术文件缺少尺寸标注、尺寸错误现象比较频繁，操作员工往往准备不充分，在编程、校车过程发现图纸问题时，停机咨询耽误时间。

4.2 操作人员手工编程差异化

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机械加工制造的自动化技术是结合了多方面领域所研制出的高新技术，在应用电子技术、计算机技术、信息技术、传感技术等结合机械加工制造技术而产生的自动化技术。自动糊按技术的应用在很大程度上提高了生产工作的效率，并且在一定程度上节约了经济成本。机械加工制造的自动化为工业产业带来了很大的价值，其科学意义可以说占据了很重要的地位。所以，在我国的机械加工制造产业中，实现自动化是非常具有可行意义的。工业是我国社会经济重要的组成部分之一，自动化技术的应用与发展可以提高机械制造业的整体水平，促进社会经济的发展。

1机械自动化技术

自动化理念随着时代的变化出现一个动态的转变，最开始时，自动化的理念就是在没有人工的参与下，机械自动完成所有的制造工作，机械取代人工就是自动化技术的概念。但是在现代化技术的不断发展中，计算机信息技术、科学技术、电子技术、遥感技术的组合研究，机械加工制造自动化技术的意义也涵盖的更加全面。信息技术与计算机技术结合机械制加工制造技术形成了新的控制、自动化领域，这种集成化的制造系统就是现代化的机械加工制造中的自动化技术。这种技术更加高效且适用于机械制造领域，促进其发展。机械加工自动化技术的应用可以使机械制造变得更加快捷，同时在节约时间及生产成本的基础上可以大幅提高机械生产的效率。近几年随着科学技术的进步，机械自动化已经应用于很多领域，为社会发展创造了不可估计的经济效益和社会效益。从某种程度上来说，机械自动化技术是当前发展最快的技术之一，自动化技术有明确的技术领域和应用手段，所以世界个多都在加快研究自动化技术，希望能够不断完善自动化技术，将其更好地运用在生活生产当中。

2机械自动化技术的发展现状

机械自动化技术在二十世纪的时候已经被开发研究，经过几十年的研究发展，自动化技术已经在很多领域得到良好的发展运用，而且计算机技术与自动化技术也得到了完美的结合，大幅提高了自动化技术的创新与优化。但是，我国机械自动化技术发展还处于初级阶段，各个方面都存在一些问题和不足。例如当前我国仅有少数企业可以将计算机技术、电子信息技术运用在机械加工管理、体制管理及生产模式更新的现代企业管理过程当中。现如今，我国机械加工自动化技术基本上实现信息自动化。信息自动化就是包含计算机技术、辅助制造、产品数据管理及加工工艺设计的自动化技术。要想实现自动化技术在机械加工制造领域的应用，我们就必须实现信息自动化和装卸自动化。目前我国已经逐渐掌握信息自动化技术，但是仍然要继续努力，向更高端的自动化技术跃进。自动化技术的发展应用是为了能够更好地服务于生产生活，因此自动化技术发展创新的根本目标就是解决人们生活中遇到的现实问题，最大限度降低生产加工成本，实现企业利润最大化。目前，我国机械加工自动化技术发展还不够成熟，很多技术未能普及，其生产管理水平跟不上技术发展，有很多自动化技术的发展已经脱离生产生活的实际，无法更好地服务社会。

3机械加工制造中自动化技术的应用及发展方向

3.1高度集成化技术。集成技术是21世纪机械制造自动化发展的主要方向，也是机械制造业改革生产的主要模式。集成技术主要以计算机应用技术为基础，并通过科学的整合使其能够作为一个整体进行系统运作，同时将多个系统实现相互关联，使其成为模块组合，将自动化管理系统、自动化制造系统和自动化信息系统均包含在其中，而且信息化集成程度最高的系统还要将质量信息系统一并包含在其中。

3.2智能化技术。系统的自动化控制通常会因被控对象具有较为复杂的动力学方程而没有办法准确的把握它，因此，这在设计模型时会出现许多不可预知的目标因素，从而来说，不可能精确的进行模型设计，最终会导致自动控制的效率降低一个层次。而智能化技术的应用，可以省去对控制对象进行模型设计工作，因而会避免不可知因素的出现，从而使得精度自动化控制的系数得到了有效地提高。系统的自动化控制通常会因被控对象具有较为复杂的动力学方程而没有办法准确的把握它，因此，这在设计模型时会出现许多不可预知的目标因素，所以，不可能精确的进行模型设计，最终会导致自动控制的效率降低一个层次。而智能化技术的应用，可以省去对控制对象进行模型设计工作，因而会避免不可知因素的出现，从而使得精度自动化控制的系数得到了有效地提高。对智能化控制器而言，虽然没有及时地对一些被控制对象采取控制，但是这并不能否认智能化技术的控制效果。

3.3虚拟化技术。虚拟化主要是结合控制理论以及计算机技术等更多非常现代化的高端技术，使机械产品在设计的过程和生产的过程中，能够实现完全模拟，在进行实际的生产时，通过将产品完全的模拟，进而提高生产的效率和质量。例如:结合计算机仿真技术以及信息控制技术，在进行机械制造的时，使实际操作过程被完全的模拟，进而有效发现生产中隐存的问题，使机械制造产品质量更好、效率更高。

3.4机械加工的快速化。在机械加工制造中，追求加工制造速度是普遍的发展需求，这也是市场经济下的必然成果。在产品的技工制造中是需要多方面的配合完成的，为了使最终成品可以满足用户的需求，这些企业通过产品的集约化与虚拟化对自己负责的区域进行快速的反应与加工，这种集约化是机械加工快速化所需要的必备条件之一。同时，机械加工的自动化也为其提供了有力保障，这是自动化技术发展下的成果，帮助机械加工制造快速的发展与提高其发展能力。

3.5机械加工的绿色清洁化。工业一直是造成环境污染的产业之一，在现今工业类产业中，清洁化的生产模式是许多产业的发展趋势，在机械加工制造中，节能、减排降耗是绿色生产的目标。通过科学技术手段控制机械加工制造形成一个绿色生产的产业结构。同时，自动化技术的应用在很大程度上减少了在机械加工制造中的耗能，并且在其中运用低污染的技术，促进机械加工制造自动化技术走向绿色制造技术。不过，目前绿色生产的方式涉及领域并不多，这就需要对其进行创新和发展，以此促进行业的可持续发展。信息化时代的背景下，各个领域走向信息化、智能化也是一种发展趋势。机械加工制造行业只有走向自动化生产才能更好的发展。如上文所述，各国在工业领域的发展一直都是关注重点，同时在工业中，机械加工制造是其中重要的组成部分，其自动化发展的意义在对整个行业的发展水平都有着一定的影响。并且，在机械加工制造中，提高工作效率，节约成本一直都是行业追求的目的，自动化技术的出现正是满足了这些要求。所以，在自动化技术的发展与创新上是现今机械加工制造行业所需要的发展方向。

作者:辛明星 周维娜 单位:齐齐哈尔一重技师学院

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中图分类号：F407文献标识码： A

目前，我们已进入了信息化时代，各类信息技术逐步渗透至电气工程领域，对其形成了支配性作用。同时，现代化信息技术的飞速发展也进一步拓宽了电气工程与自动化实践领域，为其提供了高效应用工具和优质处理手段，令两者相辅相成实现了全面发展。然后基于电气工程及自动化的持续拓展，其将会向着生物学、光子学与机电系统领域推进。伴随其快速提升进程，我们应对电气工程与自动化领域密切关注，采取合理的措施进行优化改造与发展升级，进而确保电气工程与自动化始终走在科技前沿，适应信息时代需求。目前，国内电气工程的自动化技术的主要发展趋势是由输电、发电自动化向输电、发电以及配电自动化进行全面发展；而其具体控制策略也逐渐朝着适应化、协调化、最优化、智能化和区域化方向发展，另外，在控制手段方面，管理部门加强了对远程通信、电力电子器件和微机的应用，而在对理论工具的应用方面，则越来越多的通过借助当前现代化控制理论来实施。

1 电气工程中电气自动化技术的表现方式

（1）电力调度自动化技术的使用。从整个电力系统的运用视角来看，电网调度实现自动化后，才能保证电网系统能正常供电与发电。并且使电网调度自动化的方式，能确保电气工程生产自动化与现代化管理。在技术条件的大力支持下，电气工程实际工作中牵涉到的电力调度自动化技术是运动装置系统、调度主站系统。根据上面谈到的配置结构，一般来讲，电气工程经由电力调度自动化技术，达到以下2 个方面的效果：①持续稳定监控电网系统正常运转的动作、运作状态。专门负责电力系统调度方面的人员，对电网系统运转的潮流指标、电压指标、负荷指标与周波指标等开展全方位的控制与监督管理，确保在整个电力系统运转状况下其他设备运转情况和每一项工况指标都全面得到反映。通过使用电力调度自动化方面的技术，能保证监控指标符合相关的操作规范，保证电气工程终端使用在电能资源、水资源以及汽能资源等方面，能实现稳定与满足。②能保证电网运转状况下相关安全事故的分析与处理。采用电力调度自动化技术，能保证电网运转情况下相关安全事故的分析与处理，经过了大量的实践方面的经验表明，整个电网运转情况下出现的运行事故，该事故出现因素是非常复杂的，并且一大部分安全事故表现为顺发行状态，如果在实践工作中，并不能针对运转中的额安全事故进行科学的识别与处理，就会导致电网系统在覆盖的整个范围内，不能确保用电设备的安全性，并且电网系统的相关管理人员人身安全也会受到一定程度的威胁。从这一视角来看，采用电力调度自动化技术和电气工程工作实践紧密结合的有效方式，能确保电网系统在多种运作状态下，能开展安全性运作分析。并且，还需要提供和安全事故相对应的处理方式，便于最大程度的避免出现运转安全性事故，对电网系统运转的安全性来说具有非常重要的意义和价值。

（2）电气工程中发电厂自动化技术使用解读。①电气工程中水电厂自动化技术的使用。在目前技术条件下，为最大程度的确保电气工程应用质量确保稳定性、可靠性的发挥，在水电厂自动化技术使用的过程中，需要包含水轮机装置、调速器装置和水轮发电机组励磁控制系统在内的模块。根据自动化系统运转模式差别来讲，水电厂自动化系统包含公用设备模式、单机模式、梯级综合自动化模式、公用设备模式和全长自动化模式等类型。从实际使用视角来看，经过水电厂自动化系统和相关的技术使用到电气工程内的方式，确保水电厂运转正常的情况下，有效提升经济效益，对于确保电气工程内的供电质量也很重要。②电气工程在火电厂自动化技术的使用。在电气工程研究的角度下，火电厂自动化技术在应用来看，也呈现出综合性的特点。从实践使用的角度来讲，火电厂的自动化技术

在具有数据和信息综合处理功能技术方面，还能确保对电气工程有关运转设备自动保护、运转状态下的自助检测功能、综合管理功能、运行控制功能等。从火电厂自动化技术结构组成方面来讲，主要包含锅炉控制系统、发电自动控制系统、汽轮机控制系统等多个方面，经由计算机监控和数据共享的基本方式，确保可靠性电气工程的有效运用。

2 电气工程中电气自动化技术其它运用方面

（1）电气工程实践工作中的状态检测技术。从电气工程使用的视角来讲，状态检测技术即为电气工程状态检测技术，具体来是通过运用电气工程设备资产管理系统的方式，切实发挥好状态监视和故障诊断方向有关综合性使用的功能，提供相关的状态检修所对应的设备自身的综合使用方面的综合功能，提供相对应状态下检修所对应的设备在正常运作的状态下的信息和有关数据，并且也需要全面结合相关数据来完成对电气工程相关运作设备状态和可能存在的隐患或者是故障问题，展开全面的有针对性的检测。根据这一方式，能将传统的故障检修模式转变为新状态下的检修方式。从实践应用的视角来讲，将状态检修方面的技术运用到电气工程内，能确保电气设备的安全性与稳定性，并且也让定期检修作业模式下，可能的缺陷和遗漏性方面的问题能得到全面的解决，进而确保运作地安全性。

（2）计算机控制。电气自动化技术在一定程度上是通过计算机来进行控制的，供电单位在电气工程中电气化自动化技术就是使用计算机来进行控制，在电气工程中所起到的作用是非常的。计算机控制系统在一些方面还有可以进一步提升的重大空间，在计算机软件方面还需要进一步更新，并且从理论方面来说，也会实现持续发展。计算机控制软件用到供电的整个过程内，不管是配电的自动化、发电自动化以及综合变电站自动化等，都需要计算机控制软件的有效帮助，将科学的程序编入计算机软件后，采用计算机操作系统来实现电气工程的自动工作，并且可以一直维持该状态。

（3）发电自动化技术。发电自动化指的是遵守一定系统流程，需要电厂内必须配备自动电压控制器和自动发电量控制系统、自动发电量控制系统，根据火电厂与水电厂的不同，分成不同技术载体，在技术上有共同之处。但是总的来讲，水电厂自动化技术更为全面：水轮发电机控制系统更为复杂，并且将水轮机与调速器有机结合在一起，使大型设备与单体设备实现自动化发电。

3结语

总之，我们应秉承多样性、实用性原则，树立结构设计明晰、系统设备操作运行智能化和一体化监督操控等科学目标，力求电气工程体系的可靠、安全创设节能、高效的电力环境和安全可靠的防雷体系。然后基于电气工程与自动化技术系统的科学发展和综合优势，我们应该深入探析其应用发展状况，通过合理的实践应用，进而激发其价值最大化，并有针对性制定优化改造策略，才能确保电气工程与自动化高新技术领域的全面扩充与稳步发展，从而创造显著的经济效益与社会效益，体现综合应用价值。因此，我们应积极关注并吸收国内外先进的技术经验，并综合当前电气工程中的实际运用情况，为我国的电气工程自动化技术的运用和发展贡献更多的力量。

参考文献

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中图分类号：TB75 文献标识码：A

真空设备是常用的现代电子器件。在我们海24组的施工工作中，真空设备是使用最多的电子器件之一。对真空设备技术指标影响最大的是真空设备的真空度，但是在使用中我们还是发现了现有真空设备的很多不足和需要改进的空间，在此基础上，我海24组一直在坚持不懈地研究和改进。

罗茨兄弟在长期的研究实践中发明了罗茨真空泵，罗茨真空泵的泵内有两个叶形转子，这两个叶形转子的方向相反，但是旋转是同步的。叶形转子是罗茨真空泵的关键部件，转子弧面的精度和表面的光洁程度是直接影响真空泵的真空度等级的最重要的指标。这就决定了，在加工的时候，需要对叶形转子进行非常精细的加工。显然，这种加工无法在手工的机床上完成。因而，我海24#组合葵东1#组在长期的合作和加工实践中，一致认为有必要开发一种可以进行更为精细加工的加工系统，而这种系统需要是数子控制化的。这种改造包括两个方面，下文将具体论述。

一、系统硬件的改造

1.1机械结构方面的改造

机械结构方面的改造，从机械的空间运动上着手。这空间运动包括三个方向，分别是：工件的左右运动；刀具的前后运动；刀具的上下运动。

海24井在实践中发现，由于在刨床的加工过程中，刀具需要大驱动力进行驱动。因此，刀具的前后运动不需要进行改造加工，对施工刨床的加工改造应该从工件的左右运动和刀具的上下运动着手。

普通刨床主要是靠普通的丝杆进行机械传动，工作台和刀架的工作均依靠普通的丝杆进行。但是，葵东1组的研究发现，普通丝杆带动的普通刨床只能满足普通的加工要求。如果要进行真空泵转子的加工，则显得力不从心了。为了满足真空泵转子的加工需要更为精细的刨床。

我们把普通的丝杠改造加工为高精度的滚珠丝杠，2个滚珠丝杠链接一个减速器，再通过这个减速器与2个主驱动连接起来。这样一来，我们就可以用电机的正、反方向的旋转来控制工件的左右及上下运动，这样的改造，不仅使得刨床有了更为高精度的加工条件，还增强了驱动力和加工速度。

1.2电子数控系统的改造

海24组发现，仅对加工刨床进行改造虽然提高了刨床的高精度加工，但是控制系统也必须进行改造和提高，才能更有效率的进行转子加工。

目前比较成熟和常用的PLC（可编程逻辑控制系统）和工控机（工业控制计算机）都可以运用到转子的加工上。我们将2种控制系统都运用到加工中，发现，由于罗茨真空泵转子的加工数字的计算非常复杂，计算量十分庞大，所以选择工控机比较好。改装图如下：

但是，工控机还不能直接控制和驱动电机。我们必须在工控机和驱动电机之间安装一定的驱动电路才可以控制工件和刀具的运动。我们将型号为PCL-839的控制卡安装在工控机的内部，这个卡有2个独立的控制通道。每个通道都可以各自输出对应的电机驱动命令，就可以用来有效的控制刨床。

在实际的加工中，我们还需要选定转子的定位基准，我们海24组一般采用的是转轴外圆来作为定位基准。在刨床上对转子的两叶风叶进行一次性串接，这样就可以提高加工效率。然后，我们就可以利用新的数控系统试切它的对刀功能。

二、型线的生成与加工改造

2.1型线的选择和改造

影响罗茨真空泵真空等级的关键部件的转子，而影响转子的关键部件是转子的型线。所谓的转子型线就是指转子横截面的外轮廓线。在罗茨泵工作的时候，转子的表面之间是不接触的，在保持不接触的前提下，我们要使转子面的间隙尽量减小。这就对转子的型线提出很高的要求，可以说，型线决定了罗茨真空泵的市场竞争力。

我们认为，在实际中选用转子型线应该考虑到以下条件：

（1）罗茨泵转子占的体积要小，这样就可以保证可以利用起来的容积大；

（2）好的罗茨转子要有良好的对称型，这样才能保证转子的运转平稳，提高工作效率；

（3）转子的强度要高，要大。这样才能增长转子的寿命；

在长期的实验中，我海24-1组发现，通常使用的圆弧齿形、渐开齿形的转子已经渐渐不能满足现代化加工和生产的需要。因此，我们使用了东北大学研究人员发明的"圆弧形--渐开型--摆线"型的转子，这种型的转子气阻更大，改善了罗茨泵在低压下的高性能，提高了罗茨泵的效率，是良好的罗茨转子线型。

2.2转子加工

对转子的加工不能完全按照刀具的运行轨迹进行，因为在转子的加工阶段，我们发现如果刀具原有的运动轨迹进行的话，在初始阶段和结尾的阶段都可能出现巨大的误差，这种误差会引起很坏的影响。因为在工件的加工上，加工面和刀具几乎成了平行的位置，这样的情况使得加工的刀具会出现侧面切削的情况。

因此，为了更有效的对罗茨真空泵进行改造，我们还必须对加工轨迹施以补偿性措施，同时在加工过程中，我们把刀尖制成圆弧的形状，对刀具的形状也要进行规定和限定。我们一般采用机夹式的圆片刀具，这样的圆片刀具，在一次调整后就不需要再次对刀。

罗茨真空泵的横截面多为渐开线、圆弧型和直线等连接而成。各种规格和不同厂家的转子型面都各部相同，但是我们可以用分段函数表示出来。在对型面进行加工的时候。我们可以利用CAD软件方便的画出转子横截面的曲线，再利用自动的变成软件模拟出加工的轨迹。在生成加工轨迹的同时，我们不能忘记把刀具的半径考虑进去，然后再屏幕上进行动态仿拟。

便于方便只管理解，我们列出某风叶的加工程序图：

结语

海南24-1和葵东1井组紧密合作，在长期的加工实践中，总结出了一套行之有效的改进方法。对传统的刨床进行改进之后，新的数控化刨床具有以下优点：

（1）具有高自动化，加工灵活简便；

（2）操作简单；

（3）同时可以进行粗加工和精密加工。

参考文献

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本节内容是教育科学出版社出版的《信息技术基础》（必修）教材第五章第2节第2小节的内容。本小节通过一个音频处理软件Cool Edit的学习，帮助学生了解数字化音频的简单加工处理过程。

一、学生分析

本课的教学对象是高一学生，通过前期的学习，学生己经可以熟练使用Windows自带的“录音机”程序。但由于生源和计算机接触面的不同，学生知识经验和技能水平方面存在较大差异。

二、教学目标

【知识与技能】

1、了解数字化音频的基本加工和合成过程。2、能根据主题选择音乐并对其进行加工处理。

【过程与方法】

1、体验音乐的基本加工和合成过程。2、通过对音频信息的加工，体验音乐在信息表达交流中的魅力。

【情感态度与价值观】

1、培养学生积极主动学习多媒体和利用多媒体技术创作的习惯，激发学生对信息技术的浓厚兴趣，提高学生的信息素养。2、能理解并遵守相关的伦理道德与法律法规，认真负责地利用音频作品进行表达和交流。

三、教学重点、难点：

【教学重点】

体验音频信息的加工过程。

【教学难点】

培养学生树立正确使用信息技术的态度和信息技术价值观。

四、教学策略

1、采用任务驱动的教学方法。对于制作手机铃声，学生非常感兴趣。在这节课中，学生把学到的知识应用于手机铃声的制作，是一个创作实践的过程。可以使学生感到自己是实践活动的主人，是学习的主体。学生在积极、主动的学习气氛中学习，有利于提高学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性。

2、合理设置任务，体现分层教学思想。由于学生在知识经验和技能水平方面存在较大差异，故本堂课采用了分层教学法，让学生根据自己的知识基础和课堂掌握情况完成相应层次的任务，使不同能力水平的学生均有所收获。

3、自主探究，充分体现学生的主体作用。由于学生对本节课的任务十分感兴趣，而且能熟练使用Windows自带的录音机程序，故本节课让学生通过自主学习教程的方式来达到学习目标。教师的角色转变为学习资料的提供者和学习过程的组织者，教师主要是指导和组织学生学习，避免枯燥的讲述，留给学生尽可能多的自主探索和具体操作的时间。

4、教学流程的设计

情境导入 探究学习 协助学习 实践创新 拓展评价

五、教学方法

高中新课程理念下，基于任务驱动的探究性学习模式

六、教学过程：

1、激发兴趣、创设情境（3分钟）

（1）请一位带手机的同学拨打教师的手机号码

学生欣赏教师手机铃声

师：大家知道刚才我的手机铃声是哪儿来的吗？

学生七嘴八舌回答

“网上下载的”、“掏钱买的”……

（2）更换手机铃声，再请一位同学拨打教师的手机

学生议论

“这不是我们音乐课刚学的歌曲吗？”

师：大家听到的手机铃声都是我自己做的，第一首铃声是我女儿在幼儿园时唱的儿歌，我录下来之后再配以背景音乐做成的。后边听到的铃声是你们最近在音乐课中学的王力宏的歌曲“心跳”，我把部分截取下来做的。

2、任务驱动、实践探究（30分钟）。引入本节课学习主题：数字化音频的简单加工――手机铃声DIY

布置任务：把学生2人分为一小组，遇到问题互相讨论、互相帮助，用Cool Edit软件为自己或亲友制作手机铃声。

任务一：截取歌曲的（好听）部分作为手机铃声。

（1）引导学生从学校的FTP服务器上下载教师自己制作的Cool Edit教程。

师：请同学们自己从网上下载一首歌曲用来制作手机铃声，注意不要侵犯别人的版权。如果是给亲友制作，一定要考虑他们的爱好和欣赏水平。

学生下载教程后，从网上下载自己需要的歌曲。

（2）教师引导学生通过Cool Edit教程进行探究学习，期间巡回指导，给学生以适当的启发和帮助。

学生边学习教程，边进行同步制作。

（3）等多数学生都完成后请一位操作较熟练的同学到教师机演示完成任务一的步骤，同时教师在旁讲解，强调重点。对同学们积极探索、遇到问题互相讨论、协作的精神给予肯定和鼓励。

任务二：制作个性化手机铃声

师：现在，大家体现个性、展示自我的机会到了。让我们来做个个性化的手机铃声吧。可能有的时候，大家有一段独白或者其他声音，然后又听到一段非常好听的音乐，想将这两个声音片段叠加在一起作为手机铃声。

引导己完成了任务一的同学实践探究教程里的“个性化手机铃声制作”方法，完成任务二。

鼓励没有完成任务一的同学继续努力完成。

学生对照教程二边学习边制作，甚至有个别同学还用Cool Edit自己录音。

提示学生可以自己录一段想说的话或者唱点小曲再找背景音乐合成。

巡回指导，关注学生实践情况。

3、作品评价（5分钟）。根据交上来的作品选取几个比较典型的个案，请这些同学分组上来为大家播放作品并介绍铃声是给谁做的，自己认为做的怎么样，有哪些优缺点，请其他同学评价，最后教师点评。

4、总结拓展。请几位学生先谈本节课的收获，教师最后进行概括和补充。

师：音乐在信息交流中有其独特的魅力，我们在对其加工过程中要用心去感受。请大家课后到网上去探究学习，对自己今天制作的铃声进行美化和润色比如添加回声、混响、平滑、音色等。

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前言

近年来，我国的自动化控制技术已取得了突飞猛进的发展，自动化控制技术已成功应用到了我国工业生产的多个领域当中，对我国工业的发展和进步起到了极大的促进作用。机械加工自动化是将自动化技术应用与机械制造业中，并通过自动化来实现机械加工流程，提高生产率，带来更大的经济效益，例如采矿系统、配电网自动化系统等。自动化控制技术的应用，极大的提高了工业生产的操作和管理上的科学性，具体表现在生产效率的极大提高和产品质量的不断提升。以实现加工对象的连续自动化生产，优化整个机械加工过程，对于机械加工自动化技术的现状和未来发展进行研究，对于机械加工自动化技术的发展具有很大的意义。

1.机械加工工艺的基本概念

所谓机械加工工业，通常情况是指在机械加工企业的生产活动当中，机械加工企业为了节省产品的生产程序，提高企业的生产效率，借助于机械加工设备，从而对不必要的生产环节进行节省，来达到自己的生产目标和任务。在企业的一些加工的过程当中，机械加工工业通常情况下会有自己的生产特点，下面本文通过以下几个方面对机械加工工业的特点进行阐述。

2.机械加工工艺的生产基本特点

2.1 机械加工工艺的工种的类型非常多

在机械加工工艺当中，由于机械设备的适用领域是不尽相同的，所以，根据机械设备的用途不同，可以将机械加工工艺的类型进行相应的划分。首先，根据现实生产环节的需要，可以分为六种工种，这些工种主要是车工、铣工以及锻工，除此之外，还包括磨工和镗工以及钻工等各种各样的工种类别。值得注意的是，由于具体生产状况是不尽相同的，所以不同类型的企业往往会需要不同种类的工种，例如，在一汽汽车厂，往往会需要车工，在建筑工程企业往往会需要磨工。除此之外，如果企业的规模比较大，那么企业往往会需要更多的工种，例如江南造船厂往往需要更多种类的工种。然而，时代是不断发展的，随着时代的不断进步，科技水平也会在不断的进步当中，一些工种开始出现相互融合的趋势，例如，随着激光技术的发展，在当代企业的生产过程当中，激光加工得到了普遍的运用。

2.2 加工范围涉及的范围比较多

随着时代的不断发展，一方面，科技水平的发展使机械加工工艺得到了提升，在这种情况下，机械加工工艺的加工水平就相应地得到了提高。另一方面，随着时代的发展，生产领域对机械设备的要求也越来越高，因此，机械加工工艺的水平也在不断地发展。首先从机械加工的材料上来看，在传统的加工工艺当中，通常运用的是一些金属的材料和一些合金的材料，然而，随着时代的进步，一些非金属的加工材料也开始得到广泛地运用。其次，从机械设备的形状上来进行分析，就会发现，在当今的机械加工领域，机械加工的形状也出现了多种多样的变化，机械加工设备的形状除了比较普通的块状和条状之外，还包含了一系列的锥状的形状。

3.机械加工工艺自动化控制技术的安全管理

在机械加工工艺当中，由于在工作中面对的是机器设备，因此，生产当中的安全问题时有发生。在机械加工工艺当中，一旦出现安全事故，将会影响企业的正常的生产活动，延误企业的生产周期，给企业造成极大的损失，严重的话还会给企业造成巨大的人员和财产损失。因此，为了减少企业生产过程当中的安全问题，保证企业生产能够顺利进行，就需要在企业生产中，开展安全生产的管理。在企业的安全管理当中，首先就需要企业对生产中的安全隐患进行排查，对生产过程当中有可能会发生的安全事故的原因进行分析，在此基础上，企业还需要针对排查出的安全隐患，制定科学的安全生产准则，并对企业员工进行相应的安全生产的教育，使员工能够在生产当中，严格遵守生产准则。

4.机械加工工艺中的自动化控制技术的控制原则

机械加工指的是机械加工企业为了获得半成品或者工件，利用机械加工设备和工艺，去除多余原材料的加工过程。而随后进行的成型工艺指的是利用锻压、焊接等手段来获取产品的加工方法。

产品开发不是盲目的，而是为了满足人们的某种需求，可以这样说产品都具有某种主要功能，产品不同则其功能不同。机械自动化系统必须具有处理输入物质、能量以及信息，同时输出所需要特征的物质、能量以及信息的功能。机械自动化系统不是单一的概念，而是一个综合性的概念，其中包括两个方面，分别是机电一体化产品以及机电一体化。作为机械产品，为了满足使用要求其需要包含设计、制造以及特定功能三方面的内容，其内部有机联系的结构则决定了产品功能。

5.对机械加工工艺自动化控制当中的危险因素进行防止。

5.1 车工和镗工生产中操作技术中的危险因素控制

在具体的生产过程当中，车工和镗工具有自己独特的生产操作习惯和职业特点。例如，在车工和镗工的具体的生产过程当中，经常会接触到工件和夹具，因此，在生产的过程当中，一定要在这些地方进行安装一些防护的设备，以及创造一些相关安全生产的条件。除此之外，光杆和丝杠也是经常会接触到的地方，这就需要在进行生产之前，首先需要在这些地方进行一些安全防护设备的安装。最后，皮带和挂轮也是很容易发生安全事故的地方，这就需要在这些地方也相应地安装一些进行防护的设备，并采取一系列必要的措施。

5.2 在铣工的具体操作当中采取防护措施

在铣工的工作当中，铣工主要的工作范围主要集中在车床的周围，因此，针对铣工的安全事故也主要集中在机床的旋转的地区。除此之外，在工厂的运转过程当中，如果相关部门并没有制定相关的安全生产的管理制度，那么就会很容易发生安全生产的问题。最后，如果在生产的过程当中，如果生产所利用的道具的安排出现混乱，那么也会很容易导致安全生产的事故。因此，为了加强安全生产的管理，首先就需要企业对铣工进行相应的职业技能培训，提高职业技能。除此之外，还需要企业根据生产的需要，制定相关的安全生产的管理制度，并对企业员工进行相应的培训，使员工能够在生产过程当中严格遵守安全生产的制度规范，避免出现安全事故。最后，为了确保铣刀刀具的有序管理，就需要企业制定相应的管理规定，保证铣刀刀具的整齐和有序。

结语

科学经济的进步促进了重型工业经济的发展，在这种形势下机械加工行业迎来了自己的春天。提高企业生产效率的根本途径就是对机械加工工艺中的自动化控制技术创新优化。文章分析了影响自动化控制技术的危险性因素，并针对性地提出了完善机械加工过程中自动化控制技术的具体措施，为推动行业进步贡献自己的一份力量。

参考文献

[1]陈亚兰，赵路平. 机械加工工艺中的自动化控制技术研究[J].中国高新技术企业，2015，24：51-52.

[2]张飞鸿. 机械加工工艺中的自动化控制技术研究[J].科技展望，2015，19：52.

[3]陈雷，毛梓华. 机械加工制造中自动化技术的应用[J].科技展望，2015，19：53.

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    信息技术对于棉花加工机器的改造使得工作的准确率和工作程度越来越大,应用到大型轧花机上获得了良好的效果,进而为了适应机器的更新,从人员管理方面的投入也变得更大,管理方式也有所更新,全面投入到了现代化的生产模式当中。相较于现在的数量和质量,从前机器相差较远,主要体现在对于数据的掌握情况不到位,不能获得准确而有效的全部数据。这一点在后来的PLC控制领域得到了弥补,从人员开机开始的一切工作都可进入系统观测到。对于棉产品的等级和含水程度都可及时掌握,在平时的操作中,能够保质保量,每一个环节都经过严格的检验,工序形成一个顺畅的流水线作业,从开机电脑,输入信息开始工作,将籽棉的相关信息投入电脑,其它机器将自动开始根据已经编入程序的的流程开始操作,机器化的作业能够避免人为作业的诸多失误。此外这种参数可进行提前设定,保证了开工的时间和效率。实现了整体化流程化的操作,能够大大提升棉花作业的产品质量和产出量。

    2 安全生产信息化需求牵引,保安全生产,求和谐发展

    目前我国的安全生产的形式仍然相当严峻,安全生产问题已经不仅是生产问题,而是已经上升到了政治问题,直接影响到一个企业的发展和社会稳定的大局,信息自动化技术在安全生产过程中的危险因素监测,人为危险因素的控制,故障自动化的诊断,危险状况自动化报警等都有许多值得应用和关注的价值。

    该厂在信息化技术改造过程中,主要对可监测、可控制进行技术改造,针对168轧花机的辅助设备皮清机齿辊的高转速特性进行了机械自锁和信息技术的连锁控制,主要增加传感器、机械自锁装置。高速运转的齿辊在运行的过程中是无法打开安全检查门的,经过PLC的连接将信息发送到计算机中,再由计算机通过皮清机送来的信息,进行分析发出可靠的指令给每台运行中的设备,在安全门打开和齿辊停止运行时PLC就会通过计算机发出指令停止主机的喂花电机,退出正在运行的工作箱,发出退箱警报。随着工业自动化越来越重视安全设计和安全装置,这就使得工业生产的背后沉淀着深入人心的工业人文精神和“以人为本”的安全现代管理的精髓,真正做到和体现了和谐工作的新局面。

    3 工业信息化达到节能降耗,增加效益

    面对越来越激烈的市场竞争已经不能依靠高能耗高成本的投入来获得收益,这是不科学的,已经会受到淘汰。为了实现节约化生产,必须要考虑对于设备的更新,能源的循环利用,更加要加大信息和流程化作业的利用程度。

    今年该厂对所有的风机进行了技术改造,购进了数台变频器,变频器在工业自动化的应用越来越广泛,我厂购进的变频器主要应用在45Kw以上的风机电机上,通过一年的运行为该厂的节能降耗,增效起到了积极的作用。气力输送和通风除尘在棉花加工工艺当中得到广泛的运用,也是棉花加工工艺的重要组成部分,在加工行业中风机占加工生产所需总动力的35%,为满足工艺的需求和生产过程的要求,该厂使用了变频器以后有明显的节能表现,三垦力达电器有限公司的变频器SHF-132千瓦和西门子S7-200PLC直接控制,扩展了模块和USS协议通信两种方式,大大增加了变频器的应用功能,该厂主要从以下几方面进行信息技术改造。

    (1)多段速控制。变频器采用外部控制时需要有模拟量,电位器,开关量等多控制形式,当不需要连续调节电机速度的时候,可采用PLC开关量控制多段速度控制方式,SHF-132千瓦变频器是矢量控制变频器,我们把变频器代码Cd019020021022分别设定为3210可通过四位8421码的方式控制变频器输入端子X4-X1实现从0001-1111的十五种速度的控制。在实际运行的过程采用不同时段、不同速度和风压传感器的配套使用,收到了明显的节能降耗的效果。

    (2)PLC与异步电动机变频器的连接。异步电动机变频器有比较复杂的内部设置,在接好硬件接线后,要根据控制要求,逐项进行设置,主要包括:显示器,电机的频率、恒定转矩、减速时的正常停车模式、发生故障时的停车模式、线性斜坡、低速、高速、电机电流、逻辑输入、模拟输入都非常的关键。

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二、新加坡南洋理工学院“教学工厂”的内涵

“教学工厂”既是一种教学模式，又是一种教学思想，是把教学和工厂紧密结合起来，把学校教学环境与企业工作、就业环境融合，学生在教学工厂学到实际知识和技能，提高培训质量，使学生真正实现“零距离”就业。“教学工厂”的精髓在于推行产、学、研结合。通过企业项目、研发项目的开发，转化为课程开发的主要内容，有利于理论与实践的有机结合，同时把技能教育摆在重要位置。“教学工厂”有利于教师、学生创新能力和团队精神的养成。企业项目和研发项目的开发，教师和学生开放思维、研究问题、解决问题、发挥众人的机智，努力寻求更好的方法；在解决问题过程中合理发挥个人优势、取长补短、形成团队合作的良好风气。课程开发模式的核心是加强企业联系。专业课程开发首先要开展的需求分析，主要考虑经济发展需求、企业的需求、学生的就业去向与需求。开发基本程序是成立由课程经理领导的课程建设小组，在明确毕业生的专业知识与技能水平要求的基础上，提出课程结构和课程内容大纲，根据由主要来自企业的专业咨询委员会修改建议，开展课程建设。

三、新加坡南洋理工学院“教学工厂”理念对我院焊接专业建设的启示

从新加坡南洋理工学院“教学工厂”的内涵中，在学院焊接技术及自动化专业建设上，我们得到了许多启示，主要体现在人才培养的规格和定位、教学内容选择、师资培训、教学改革等方面。

1.人才培养定位的启示。新加坡南洋理工学院“教学工厂”的内涵中要求专业教学与行业要求相一致，也为我们焊接技术及自动化专业人才培养定位提供了启示。专业建设必须为区域经济服务，同时专业建设必须为行业服务。因此专业的区域定位为“立足常州、面向江苏、辐射长三角”；服务对象定位为压力容器类特种设备制造业。按照特种设备制造的国家标准要求，专业人才培养规格定位为：能熟练操作焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、手工钨极氩弧焊、埋弧自动焊；具备焊接工艺评定、编制焊接工艺规程和技术文件的能力；能检验焊接结构件的焊接质量并分析常见焊接缺陷的产生原因；能从事生产第一线的安全、技术和生产管理工作；具有良好的职业道德、敬业精神、技能过硬、身心健康的高素质高技能人才。

2.课程开发的启示。新加坡南洋理工学院“教学工厂”的内涵中强调课程与企业需要挂钩，与焊接专业课程开发的要求不谋而合。①按职业岗位能力要求、国家职业资格要求开发课程。照国家职业资格标准，做到教学内容与职业资格标准相符，与企业技术发展同步，与社会需求接轨。为了满足职业岗位的知识技能需求，以培养学生的职业能力为核心，强化校企合作，与企业共同开发课程内容。②工作过程，以企业真实产品为依据开发课程，结合特种设备生产制造企业生产实际情况，分析职业岗位的工作任务和工作过程，分析特种设备制造业的典型产品，以可以在学校组织教学、又能贯彻国家和国外相关标准的具体内容为选择依据，校企合作选用企业的真实产品作为教学内容。让学生在完成具体项目的过程中，学会相关知识、掌握技术应用能力、发展职业能力，完成相应的工作任务。③要以递进的、尊重学生的认知规律的方式设计学习情境，对企业产品结构及技术要求进行分析，按照由简单到复杂的递进关系设计教学项目，工作任务设计按照由易到难、由浅入深、循序渐进的层次来安排。提高学生的接受能力、自主学习能力和专业能力。④在“真实”的企业工作情境中实施课程教学。按照焊接专业从事的典型工作岗位的工作过程设计教学情境，在“真实”的特种设备生产制造企业中完成工作任务，实现教学情境与企业环境相一致。因此我们在组织教学过程中，建设了“真实”的特种设备制造企业——常州工程化工设备有限公司，专业课程的教学全部在企业的环境中实施，学生为员工，教师为主管。

3.条件建设的启示。专业建设与专业教学离不开企业的合作，而要吸引企业参与专业建设，专业就必须有为企业提供服务的项目，才能达到双赢的局面。专业应该具备与企业合作共同开展技术培训、按照企业需要开展企业员工职业培训的能力，比较直接的方法就是与企业合作共建培训机构，比如焊接专业拟校企合作共建“特种设备焊工培训及考试中心”，为特种设备制造企业培训合格的技术工人。一方面通过质量保障体系的建设，进一步培养专业师资队伍；另一方面企业员工的培训项目多种多样，焊接专业学生的见识将更广、潜移默化后学生的技术水平更高；再一方面，建设了与企业联系的平台，校企合作的广度和深度都可以得到保证，可以促使企业参与专业人才培养目标和人才规格制订、参与专业教学活动。使得学院、企业共同得到提高，校企合作的动力得到加强。

4.队伍建设的启示在真实的企业环境中组织与实施教学，这就要求教师有丰富的工程实践经验，因此双师队伍的建设显得尤为重要。用学校资源培养教师。充分利用学校的实训基地，以老带新培训青年教师的操作技能，要求青年教师三年内操作技能基本达到电焊高级工水平；充分利用从企业引进的高级工程师的工程经验，培训青年教师焊接工艺评定的能力，五年内能独立完成企业产品的焊接工艺评定、工艺规程编制。 校企合作共同培养教师。利用一些大中型企业的先进设备和真实的生产环境对高职教师进行培养。选派教师到企业兼任技术或管理人员，负责企业焊接工艺编制方面、产品质量控制、焊工培训等工作；为企业开发新产品、使用新技术、新工艺，以增强教师的实践经验；开展对企业员工电焊初、中、高级工和技师的培训，全体教师参与培训过程，通过培训工作，专业教师的焊接操作技能、焊接专业知识的应用、特种设备制造中遵循的国际标准、国内标准的认识与运用都有了进一步的提高，教师的工程实践经验也会越来越丰富。

5.改革的启示。培养的学生能得到企业的欢迎和认可，这就要求学生的能力符合企业需求，在新加坡南洋理工学院“教学工厂”理念中指出，给学生营造一个企业环境的学习情境，强调理论与实践相结合，培养学生多方面能力。目前我们学院开展的教学改革课程的教学方法使用头脑风暴法、项目导向法、任务驱动法、引导文法、虚拟企业法等多种教学方法，采用资讯计划决策实施检查评价六步法组织教学。

总之，新加坡南洋理工学院“教学工厂”的办学特色，为我院焊接专业建设逐步实现专业与行业对接、课程内容与工作过程对接、学历证书与资格证书对接提供了宝贵的经验，也为知识与能力、理论与实践、学校与企业的结合等教学改革的深入提供了借鉴作用，我们将不断更新教育思想，开拓视野，为企业、行业和社会经济发展提供企业需要的、称职的、技术应用性专业人才。

参考文献：

[1]卢海.新加坡南洋理工学院教学工厂的育人特色[J].中国职业技术教育，2004，（5）.

[2]明廷华.“教学工厂”：一种值得借鉴的教学模式[J].职教论坛，2007，（8）.

[3]洪霄.对新加坡“教学工厂”理念及实践的思考[J].常州工程职业技术学院学报，2007，（2）.

[4]简祖平.向新加坡“教学工厂”学什么[J].中国职业技术教育，2010，（19）.

[5]韩军林.南洋理工学院的“教学工厂”及其启示[J].职业技术教育，2008，（2）.

[6]戴宇.办好“教学工厂”深化校企合作[J].无锡南洋职业技术学院论丛，2009，（3）.

[7]任培华.教科研一体化教学模式与新加坡“教学工厂”[J].潍坊高等职业教育，2012，（6）.

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［中图分类号］G21 ［文献标识码］A

传统出版向数字化出版转型，是当今出版业积极探寻的发展之路。在数字化出版事业的进程中，编辑工作转型的重要性和迫切性日益凸显。编辑的“角色”也悄然发生着变化，即从内容的加工者，逐步升级为内容与信息服务的提供者。

从传统出版模式向数字化服务业态转型过程中的重要一步，是搭建符合出版要求的内容管理平台。基于这一平台，数字化内容资源分类入库，集成使用，传统纸质书变为其形式之一。高等教育出版社第一本全过程数字化线上编辑加工的试验教材《环境工程微生物学》（第三版），由笔者担任责任编辑，全书共50万字，完全在内容管理系统中进行编辑加工，历时半年的试验和改进，达到出版要求，内容、编校质量均检验合格，得到该教材编写者的认可。以下简要介绍此书的数字化编辑加工流程、特点及改进建议。

采用一种新的编辑形态，就意味着要出现运作方式的相应变更。在内容管理系统中，编辑工作的一个重要转变是从传统的纸介质办公转变为在网络平台进行数字化办公。传统的编辑、出版和发行的配套运作已相对成熟，因而整个流通程序比较固定和规范。传统工作模式一旦发生变革，可能在最初会遇到一些困难。由于反复试验和不断调试系统、改进流程，往往会耗费更多的时间，但从长远的角度来讲，内容管理系统中的数字化编辑加工一旦试验成功，会逐步成熟并走向规模化，届时，将具有很强的先进性和便利性。

1.工作模式的先进性

根据数字化内容管理和编辑加工要求重建图书生产流程，建设新的内容引擎，使其直接与有关信息化平台接口，搭建一个作者和编辑协同工作的网络平台，就成为必然。在平台的虚拟工作区中，作者、编辑、审稿、设计和校对人员等可以进行各自的工作并互相沟通，这意味着将基于信息化技术来重组、优化生产流程。各项工作基于同一平台开展，也便于实现全流程各环节的质量统一管理和实时控制。

在一部书稿到印刷环节时，它也同时到网络课程、电子读物等立体化教材呈现环节，即纸质书只是内容管理平台上数字化产品的形式之一，而不再像以往那样，纸质书的完成是进行内容数字化的前提条件。如果在之后要进行修改，则只需修改它的内容源头，即可实现各个产品相关内容的修改，增强了内容的一致性和精确性，便于做到实时同步更新。基于数字化内容管理平台的新型出版流程，将会显著减少内容创建和内容维护的时间和成本。

2.加工操作的便利性

在数字化内容管理系统中，编辑通过系统提供的编辑器和流程管理系统，对稿件进行编辑处理。这包括对原稿的编辑加工，也包括对排好版式的清样文件进行通读和修改。每一流程执行完毕，自动进入下一流程。每位编辑均可直接在稿件上进行修改，系统会通过不同颜色的设置来标识不同的审稿级别，并自动记录稿件加工痕迹与操作者信息。系统为各环节操作人员设置了具体的级别权限，如一审、二审、三审等。编辑终审完毕后，可进入到发排、数据库生成、网上等程序。

加工书稿时，为了保证稿件内容的科学规范，编辑可利用内容管理平台的巨大信息资源库，对文稿中的资料数据等关键性内容进行查询和确认。此外，数字化操作所特有的格式自动检查、统查、统改、编号顺改、跟踪操作等功能，将使加工工作的效率和准确性大大提高。

数字化加工后的书稿可以按照传统的模式做成纸介质出版物；与此同时，它的内容可以被重新拆分、集成和再创造，从而实现资源的多次利用和多种媒体形式。

3.避免批改错漏

在传统书稿加工时，原稿掺杂各审次的加工痕迹，也存在一些批改错漏，编辑往往到清样环节还要从档案室调出原稿，进行对比、纠正和修改。用计算机进行线上操作即可免除这样的麻烦。每个环节的编辑、设计人员，隐藏批改标记后，即可随时检验编辑、设计的效果，如果发现批改不妥，立即改正。

根据我们在线上加工试验教材书稿方面的经验，下面简要介绍其编辑加工流程与传统纸质书稿加工流程的区别，如图1所示。

由图1可以看出，基于内容管理系统的编辑加工，与传统的纸质书稿的加工，在流程及操作方法上均存在多方面的不同。首先，作者交来的稿件要先经多媒体部门完成初步的格式、体例的规范，然后转成可以在内容管理系统上加工的XML文稿，直接在线上对其进行版式设计。设计好的XML文稿，发至编辑加工环节，由责任编辑及二审、三审进行逐级加工。编辑要在线上审读书稿内容的基础上，运用标签进行内容和格式的修改。在完成一个审读段落后，对有价值的内容进行内容拆分和标注，存入媒体素材库中，为其他载体的组合做准备。展开标签后的XML编辑器工作界面如图2所示：

系统会清晰地记录各审次的加工时间及加工痕迹，每完成一个环节，文稿对上一环节操作者自动锁定，由“写入权”改为“只读权”；而处于当前工作环节中的操作者获得“写入权”；各审次编辑可随时调出文稿，检查加工进度。

当稿件三审加工完成，已达到发稿要求时，即可从编辑加工环节至排版环节。XML文稿利用新型多媒体技术进行排版（如3B2等）。排版后为PDF版电子校样，作者阅读清样、校对人员逐字校核、编辑誊红及通读工作样等，都在电子校样上完成。其中校对人员的工作变化较大，由原来的以折校为主，改为现在的PDF文件（校样）对照XML文件（原稿）校对。

经过数字化的编辑加工后，作者交来的Word原稿就变成了一套立体化教学资源。印刷出版只是它的整体形式之一，通过素材拆分、整合变换等，同步生产出的还有跨媒体、多载体产品。

三、常用标签和使用方法介绍

当作者交来的Word文稿经过多媒体技术人员的XML转化，并进行了初步的版式设计后，就形成了XML格式的动态文件，即编辑加工前的“原稿”。原稿由内容和标签组成，分别对应数据及元数据。元数据定义数据的属性，限定数据的使用环境，实现数据的呈现方式。隐去XML语言的标签，编辑可以像阅读Word文档一样审读内容，增删、修改一般内容。如涉及内容属性的改变，则需要修改XML语言标签。这是线上编辑加工的基本操作原则。编辑可查找XML语言语法规则文件，即DTD（Document Type Definition），来选择合适的标签，并随时用该语法规则检验语句的完整和逻辑的闭合。本试验使用的是高等教育出版社推出的HEPDTD V1.0版，包括DTD词汇二百余个，主要分为结构类、内容类、版式类及重用类。各类别标签举例如表1所示：

在编辑加工书稿前，技术人员根据对Word原稿的初步判断，已经将各类标签加入XML原稿中。一般来说，编辑对结构类标签的改动并不大，而经常涉及的是内容类、版式类的修改和增删。举例如下：

1．内容标签

提取段落的小标题，是编辑加工中经常要做的工作。在传统加工模式中，采用“插入”的校对符号；在数字化加工时，我们用更为严格的“标题”标签实现：

隐去标签后的上述内容显示如下：

2．版式标签

版式标签中最重要的是强调样式（Emphasis）标签。通过Emphasis Font调整字体，通过Emphasis Type调整格式。例如：

四、对于内容管理系统的改进建议

由于线上加工书稿属于首次尝试，系统和流程随编辑加工的推进而不断调整，编辑亦需边学边用，在技术人员的帮助下，探索、熟悉和改进加工操作技术。通过全流程线上加工及征求各环节的意见，内容管理系统尚需进一步修改。修改建议如下：

1.必须检入并脱机保存关键环节的文件版本

在内容管理系统的网络中每检入一次文件，就会生成一个版本的文件，记录当前的所有更改信息；而脱机保存就是将当前文件保存到本地计算机硬盘中，防止网络故障等其他偶然情况的发生。

根据系统规定，在流程过渡中，每次设置状态前必须检入当前文件的版本。此外，建议责任编辑还要检入并脱机保存的文件是三审意见确认后准备内容集成并发稿的文件。此时先不要接受所有修订，而应带修订痕迹脱机保存到本地硬盘上，然后再带修订痕迹检入到网络系统中，这样，就会在本地机和网络系统中生成一个加工完成的带有一、二、三审修订意见标记的文件，此文件可作为传统编辑流程的“发稿”环节的稿件，即生产环节所依据的“原稿”。

有了最终加工完成的带标记的“原稿”，校对人员可依此对排版文件或校样进行校对。

除了“发稿”后的校对外，在XML文档录入后、编辑加工开始前，也应增加校对人员对XML文档根据作者提供的Word稿件进行毛校，以降低差错率。

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中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）05-0078-05

1 工程概况

沈阳四环快速路新建工程高坎浑河景观桥主桥为自锚式钢箱梁悬索桥，桥跨布置为48m+2×

180m+48m，钢箱梁桥面宽42.5m。主桥钢箱梁共分28种类型、55个梁段，最重节段为466.9t，最轻节段为111.7t，全桥钢箱梁总重量为11607.4t。

2 工程特点和难点

2.1 工期紧

由于东北地区工程施工受温度影响较大，每年只有4～10月份能拼装焊接钢箱梁，而本工程需在4个月内完成1.2t钢箱梁制造和架设任务。

2.2 结构新颖

本桥为塔梁固接结构，火苗状独塔位于钢箱梁横断面的中间部位，两侧为行车道和非机动车道，而传统的钢箱梁单向顶推施工方案受到限制，双向顶推施工方案成本投入过大。

2.3 地形条件受限

本桥所处浑河为非通航河道，钢箱梁节段运输受到限制，只能通过公路运输板单元，现场组拼为钢箱梁节段。

2.4 钢箱梁拼装质量控制

东北地区昼夜温差大，而温度对钢箱梁线形的影响非常敏感。因此，钢箱梁在架设安装过程中，应考虑支架的刚度和温度对后续施工的影响。

3 总体施工方案

根据本工程的施工特点和难点，主桥钢箱梁节段架设采用场内组焊桥址支架上拖拉滑移架设和桥址原位拼装焊接相结合的施工方案。其中塔梁固接段板单元原位拼装；南北主跨和边跨标准段共44节段后场组拼桥址支架拖拉滑移架设；南北辅助墩顶自锚加厚段共8节段板单元在提升站拼装平台处拼装，拖拉至设计位置。

4 钢箱梁标准节段滑移架设

4.1 钢箱梁节段分块制造和运输

受运输条件影响，标准段钢箱梁在后场内横断面划分成5块制造，其中包括2块挑梁块段、2块行车道块段和1块中央块段。各块段在钢梁场内组拼完成，焊缝经检测合格后用100t运梁平板车运至打砂涂装房内进行涂装，再经运梁通道运至桥址。

4.2 钢箱梁滑移架设支架设计

钢箱梁标准节段滑移支架及提升拼装平台采用钢管桩+贝雷梁结构，另外南北两岸提升拼装平台也作为自锚加厚节段板单元拼装胎架。南北两岸提升站各布置一台100t龙门吊，跨度为46m，净高32m，作为钢箱梁块段的提升设备。

塔梁固接段钢箱梁拼装支架采用钢管桩+工字钢分配梁结构，上面布置桁架式胎模及牙板结构，可以同时拼装共3个节段。

4.3 钢箱梁块段二次组拼

钢箱梁块段运输至提升站处，通过100t龙门吊吊装至拼装平台上进行二次组拼。钢箱梁块段标高调整通过支架上设置的楔块，调整量可达5cm。南北岸提升拼装平台可拼装2个节段钢箱梁。

4.4 钢箱梁节段滑移架设

4.4.1 施工机具和工装。钢箱梁块件组拼完成后，利用8台150t千斤顶同步将钢箱梁节段顶起，卸落楔块及抄垫钢板，将钢箱梁节段落于滑块上，然后拖拉滑移就位。

牵引系统：钢箱梁节段牵引系统由2条滑道、4个滑块、2根钢绞线、2台TS15-200型千斤顶、2个反力座组成。

滑道：由2根32工字钢组成，上铺不锈钢板。工字钢滑道标准段长6m，采用法兰螺栓连接，不锈钢板宽22cm，为保证滑道平稳，不锈钢板接头处进行焊接并打磨平整。

滑块：由钢构件+MGB聚合物高分子材料组成。MGB聚合物高分子材料厚2cm，采用4个螺栓与钢构件连接，为减小摩阻力，滑块两头向上翘起。

反力座：滑道梁上每隔6m距离设置1个反力座固定点，即在滑道梁侧面开Φ50mm的孔，在滑道梁两侧开孔处加焊一块外径Φ150mm、内径Φ52mm的钢板。反力座用于固定牵引钢箱梁千斤顶，反力座通过一根Φ50×396mm的销轴插入轨道梁两侧开孔处使其与轨道梁固定。

4.4.2 施工准备。

（1）在进行钢箱梁滑移施工前检查滑道及牵引系统是否正常完好。

（2）为防止两侧支架上的钢箱梁滑移速度有差别，在两条滑道梁上用红油漆做标尺。钢箱梁滑移时以滑道梁上的标尺为参照物，观察钢箱梁滑移是否同步。

（3）钢箱梁滑移前对已建成的墩台顶面中线、标高和跨径进行复测，误差在允许范围内方可进行钢箱梁滑移施工。

（4）滑块在使用前进行压重预压，防止支撑钢箱梁滑移时滑块产生变形从而影响钢箱梁的

线型。

（5）为减小钢箱梁在轨道梁上滑移时产生的摩擦力，在滑道梁顶面涂抹硅油。

4.4.3 钢箱梁节段牵引滑移。

（1）距离待滑移钢箱梁节段约60m在滑道上安装反力座及TS15-200型千斤顶，采用2根Φ15.24mm钢绞线穿过千斤顶及梁底滑块并安装牢靠。在进行钢箱梁牵引施工前，为保证施工安全，先对钢绞线进行张拉试验，了解其性能。牵引用千斤顶距离钢箱梁不得过远，因钢绞线具有弹性，受力前将会下挠，钢绞线越长挠度越大。滑块与钢箱梁接触部分抄垫3cm厚橡胶板，抄垫橡胶板一则是为了在滑移过程中增加滑块与钢箱梁之间的摩擦力，保证钢箱梁与滑块之间不会滑移；二则是在钢箱梁滑移过程中因轨道不平整会导致钢箱梁四点支撑变成三点支撑，一个滑块托空时，利用橡胶板压缩量来微量调整钢箱梁四点之间的高差。

（2）千斤顶牵引钢绞线带动滑块缓慢在轨道梁上将钢箱梁向设计位置进行滑移，因钢箱梁滑移距离较远，滑移支架高度高，需时刻对支架及钢箱梁位置进行观测、检查。TS15-200型千斤顶可连续牵引钢绞线，使钢箱梁能处于不间断的滑动状态，因此必须在轨道梁两侧施工平台上安排专人对钢箱梁下部滑块位置情况进行观察。如果有滑块偏位或者行进速度不一，及时暂停施工，检查原因，待问题解决后才可继续施工。当钢箱梁滑移到距千斤顶一定位置后，千斤顶松开钢绞线，将反力座和千斤顶移至下一个反力座固定处，安装完成后继续牵引钢箱梁滑移。

（3）前一钢箱梁节段未焊接完成时，后一钢箱梁节段滑移会对贝雷梁支架产生位移，可能会影响前一钢箱梁节段的焊接。在前一钢箱梁节段未焊接完成时，后一钢箱梁节段先不滑移就位，停留在离就位还有一跨即12m距离的钢管支墩附近位置，尽量减小贝雷梁支架的位移。

4.4.4 钢箱梁节段滑移就位后精调。

（1）钢箱梁节段通过滑移装置拖拉至设计位置后，测量其位置偏差，之后采用三向调位装置进行位置调整。在滑块两侧的滑道分配梁上铺设一根长1.0m的垫梁（3Ⅰ22a），垫梁上铺设一层石棉网，上面安装三向调位装置。三向调位装置内放置一台150t竖向千斤顶，千斤顶与钢箱梁底板之间设置钢板、橡胶板。根据钢箱梁的偏位方向，开动相应的水平千斤顶，调位装置在水平顶力作用下与钢箱梁一起移动，直至钢箱梁位置满足设计和规范要求。调位时，纵向和横向不能同时进行，应按先后顺序作业。

（2）钢箱梁精准对位完成后，在钢垫块与滑道梁之间铺设Φ240×150×4mm的四氟板，将滑道梁上滑块拆卸下来换上钢垫块，并现场抄垫牢靠。150t千斤顶落顶，钢箱梁节段落在滑道梁上的四个临时支点上，然后进行钢箱梁节段间的焊接施工。每架设、安装完成一个节段的钢箱梁，都对其长度、坡度、标高等进行测量监控，并将测量数据与设计数据进行比较、分析，如有偏差，采取措施进行纠偏处理。

（3）钢箱梁之间的焊接连接，必须在梁段就位、固定并经检查合格后再进行施焊。施焊按顶板、底板的顺序对称进行。为保证成桥线形，梁段架设时须确保主缆锚固点的空间位置准确，每个梁段均应精确测量梁体长度，主跨钢梁总长度误差要求小于6mm。

5 自锚加厚段钢箱梁节段滑移架设

M19、M20、M21、M22四节自锚加厚段由于重量大，受设备限制，需在两岸提升拼装平台上进行板单元散拼，之后滑移至设计位置。滑移方法和要求同标准节段。

6 塔梁固接段钢箱梁原位拼装

8#墩塔座处T、M1段钢箱梁采用ZSL34300型动臂塔吊在原位拼装支架上进行拼装施工。钢箱梁的板单元在工厂加工完成后运至塔吊吊装施工区域进行板单元吊装。右幅T1节段因动臂塔吊施工占用其翼缘处挑臂段位置，此处暂不施工，待动臂塔吊拆除后使用汽车吊在原高坎大桥上站位进行吊装施工，拼装T1节段钢箱梁挑臂处。

7 结语

钢箱梁节段滑移架设施工技术打破传统顶推施工方案，提倡快速施工理念，能够开展多个工作面，使节段拼装、节段滑移、节段环焊可以同时操作，节省了各工序相互占用的时间，为受工期、地理、结构限制的工程提供了新的施工方法，丰富了钢箱梁架设施工工艺，将为类似工况的施工提供指导性的依据。

参考文献

[1] 汪一竣.钢结构设计手册（上册）[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[2] 周水兴.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2001.

篇12

1 古籍文献数字化的概念与意义

古籍在各类文献中独具特色。以国家图书馆为例，其古籍文献资源数量庞大，种类齐全，既包括甲骨、金石、简帛、舆图、善本等珍贵特藏，也包括图书、期刊、报纸、缩微文献等传统普通古籍文献类型。无论线装古籍，还是碑帖拓本、古地图，所有古籍文献资源都蕴含着独特的文献价值、艺术价值，彰显着古老文明的魅力。据文化部统计，全国公共图书馆系统收藏古籍2717.5万册件，其中善本229.5万册件[1]。如此丰富的古籍资源，为古籍数字化建设提供了可供开采的丰富宝藏，成为数字图书馆资源建设不可缺少的重要内容。

古籍数字化就是睦用和保护古籍的目的出发，采用计算机技术，将常见的语言文字或图形符号转化为能被计算机识别的数字符号，从而制成古籍文献书目数据库和古籍全文数据库，用以揭示古籍文献信息资源的一项系统工作[2]。

古籍文献数字化可以降低原件丢失和损失的风险。古老的文献、照片都可以转换成数字化文献，避免读者直接使用原件，以减少或避免原件损失的机率，同时也可以扩大原始文献的利用范围。古籍文献数字化后，可以产生较原件可靠而功能性更强的数字资源，这将有利于开展古籍文献研究，从而扩大研究范围。例如：对手稿字迹的鉴别，对图画、照片的放大浏览等等。古籍数字化是数字图书馆资源建设的重要组成部分，数字图书馆推广工程将在全国范围内依托图书馆馆藏优势，建成内容丰富、类型多样的公共文化资源库群。

2 古籍文献数字化加工系统工作流程

古籍文献数字化加工系统的工作流程一般可大致分为六个部分：文献整理、图像扫描、图像处理与质检、文字识别与质检、数据标引与质检、数据整理。其中，“文字识别与质检”根据加工需求为可选流程。图1为古籍文献数字化加工系统工作流程，各类古籍文献依据类型的差异在数字化细节上会有所不同。

根据古籍文献数字化加工系统工作流程图可以得出，完成古籍文献加工的单条流水线主要包含以下几个环节：

（1）文献整理：待加工的文献存放在专门的资料管理室，由相关人员统一上架登记，保护文献安全；需借出做加工和归还的文献需要登记入册，统计书目信息和文献数量；

（2）图像扫描：按照加工要求对古籍文献进行扫描，对扫描图像进行命名、旋转等；

（3）图像处理：应用专用图像整理工具，自动检查整理图像的DPI与图像模式，主要包括批量进行倾斜校对，调整倾斜度、统一画布尺寸、调整dpi、去除黑边等操作、纠正文件名命名、建立图像索引等，处理完成后导入数字化加工管理系统进行数据自动分发与流转，系统会在流水线上自动派发任务；

（4）OCR识别：应用专业OCR识别软件依照文献数字化加工要求进行全文或特定的文字识别；

（5）OCR数据质检：完成字体切分、校对，从而做到一字一框，精确对位，同时进行聚类校对，将一批次中所有同一个字的字形聚集到一起，选出与标准字库不一样的那一个进行标红，为下一步错字修改做准备；完成错字修改，操作员通过管理客户端可以实时读取到上一步的校对结果，并进行错误修改，修改完的字体会有高级人员校对；如遇操作员识别不了的字体，也可留给高级人员纠正。

（6）版式还原：包括原有版式编辑还原、XML排版、PDF排版、调整字体、字号、字间距、标题格式等内容；

（7）成品全检：根据文献数字化加工项目的特点，应用成品检查工具，对每批完成数据进行成品检查。对出错的部分，按照谁做谁修改的原则，由管理系统返回给操作员进行修改。

3 古籍文献数字化加工系统设计

参照古籍文献数字化系统工作的一般流程，可以将加工系统设计为包含软硬件运行平台、数字化专用采集和输出设备、数字化加工管理软件等几大部分。整个古籍文献数字化加工系统硬件架构中将包含服务器、存储设备、加工工作站（终端PC机）、各类型扫描仪及网络集成等。

3.1 古籍文献数字化加工系统拓扑结构图

3.2 古籍文献数字化加工系统软件

古籍文献数字化加工系统软件可分为数字化加工管理系统软件和文献数字化生产系统软件两大部分。软件系统部署在服务器端和工位的PC机端。目前市面上成品数字化管理及生产系统软件很多也比较成熟，可以依据古籍文献数字化的具体要求直接采购使用。

3.3 古籍文献数字化加工系统服务器设计

古籍文献数字化加工系统服务器可设计为数据库及管理服务器2台，互做双机热备，部署数据库、中间件、文献数字化生产系统和数字化加工管理系统。其中一台兼做数据封装服务器和数据自动处理服务器，另外一台兼做元数据控制服务器和FTP服务器。由于有频繁的数据处理，因此这2台服务器建议为大内存和多CPU。文献数字化加工系统服务器2台，参考配置如下：

4路PC服务器，配4颗Intel8核CPU。

内存至少为128GB，硬盘至少配2块1TB SAS 高速盘，做RAID1

至少配2个千兆网口，1个万兆光口

配DVD，冗余电源和风扇。

3.4 古籍文献数字化加工系统存储设计

采用IP-SAN磁盘阵列作为加工系统存储。目前各家IP-SAN厂商已研发出自己的卷共享软件并能免费提供，并且其iSCSI口已支持到万兆（10G）。iSCSI技术是一种新储存技术，该技术是将现有SCSI接口与以太网络（Ethernet）技术结合，使服务器通过网络交换机可与IP-SAN储存进行数据交换。文献数字化加工过程中，由于有多路的请求对存储数据进行大量频繁的数据读写，存储控制器的缓存大小对响应性能尤为重要，因此要求存储系统至少需要128G缓存，且具备一定的扩展能力。存储系统IP-SAN的具体要求如下：

双控制器，缓存为128G，有至少一倍以上的扩展能力；

提供至少8个iSCSC 10G接口；

一定容量的SAS高速硬盘用于数据库区和数据频繁交换区；

一定容量的SAS 低速硬盘用于扫描和加工数据的保存；

免费提供原厂的卷共享软件和管理软件。

3.5 古籍文献数字化加工系统网络设计

根据以上硬件系统设计，加工系统网络交换设备应满足2台配有万兆光口的服务器连接，8个iSCSI口IP-SAN连接，同时提供相应数量的千兆网络端口，能满足古籍文献加工区工位PC终端网络接口的连接需求。

3.6 古籍文献数字化加工系统PC终端设计

依据古籍文献数字化年加工量要求，可相应配置加工系统终端PC机数量，具体配置如下：

CPU：Intel I5，内存8G，硬盘1TB

2个千兆网口，配DVDRW

19寸液晶显示器、键盘、鼠标

预装Windows7 32bit操作系统软件。

3.7 古籍文献数字化加工系统扫描仪设计

古籍文献数字化加工系统中服务器、存储、终端PC和网络集成这些硬件部分是通用的，主要的差异化来源于数字化加工的古籍文献类型所带来的区别。古籍文献资源种类繁多，具有尺寸大小不一、载体材质各不相同等诸多特点，这就要求古籍数字化加工系统要依据古籍文献的资源类型，采用不同的前端扫描输入设备。

（1）2A0幅面彩色古籍仿真扫描仪（适合大幅面文物、艺术品、古籍、图书、报纸、字画、画册、地图等稿件）

主要性能参数指标：

顶置式扫描头，非接触扫描，

承稿台可扫描幅面：≥1800mm×1200mm ，承稿台采用特殊耐磨的合成材料，采集过程不会损害古籍原稿，

光学分辨率调节范围：≥300Dpi至1000Dpi，

全自动设定：对焦、曝光时间、黑白平衡、幅面探测、自动裁切页面等

输出： （彩色）≥42-bit，（灰度）≥12-bit，（黑白）≥1-bit

输出图像格式：TIFF、TIFF G4、TIFF Multipage、TIFF LZW、DNG、PNG、JPEG、JPEG2000、PDF等等

（2）A1幅面彩色扫描仪（适合文物、古籍、图书、报纸、字画、地图等单页或装订成册稿件）

主要性能参数指标：

顶置式扫描头，台式非接触扫描，自动开启式玻璃面板托书台

最大原件尺寸：880×640 mm（超A1）

光学分辨率：600×600 dpi

扫描速度（彩色，A1）：6.5秒/300dpi，12.3秒/600dpi

扫描模式：36 位彩色，12 位灰度，1 位黑白二值

原稿厚度：书本厚度最大为240mm，打开最大尺寸为1070 x675 mm

扫描方式：高解析度扫描镜头，8 线对/毫米，高精度扫描头镜头，不失真，景深达50 毫米/2英寸

输出图像格式：TIFF 不压缩，TIFF G4，JPEG，JP2，PDF，多页TIFF，BNMP，PCS

（3）A2幅面彩色古籍仿真扫描仪（适合古籍、报纸、字画、地图等单页或装订成册稿件）

主要性能参数指标：

顶置式扫描头，台式非接触扫描，带完整的托书台，自动开启式玻璃压稿台

最大原件尺寸：635×460mm（超A2）

光学分辨率：600×600dpi

扫描速度（彩色，A2）：3.5秒/300dpi，6.0秒/600dpi

扫描模式：36位彩色、12 位灰度，1 位黑白二值

原稿厚度：书本最大厚度为150毫米

扫描稿台：连机书稿台（可选90 度开合电动压稿玻璃）

扫描方式：自动对焦，景深达50 毫米

输出图像格式：TIFF ，TIFF G4，JPEG，JP2，PDF，多页TIFF，BNMP，PCS

（4）A3幅面零边距扫描仪（适合装订成册的普通古籍扫描）

主要性能参数指标：

进纸方式：平台式，边距：不超过2mm，影像感应器：CCD 影响感应器

光学解析度：600 dpi，灰阶模式：8 位元，彩色模式：24 位元

最大纸张格：11.8 x 17 英 （299 x 431 公厘）

扫描速度： B&W@200 dpi， A3 ： 7 秒

（5）V型彩色古籍仿真扫描仪（适合高精度古籍、拓片、舆图、卷轴、实物拍照）

主要性能参数指标：

顶置式扫描头，台式非接触扫描，带完整的托书台

最大原件尺寸≥455×315mm（超A3）

光学分辨率≥600×600dpi

扫描模式： 36位彩色，12位灰度，1位黑白

原稿厚度：书本最大厚度≥150毫米，可承受重量≥20公斤

扫描稿台：V型台可120°调整，V型玻璃台由扫描程序自动控制升降。

扫描方式：自动对焦，景深≥50 毫米

全自动设置：对焦，曝光时间，白平衡，格式检测

图像加强：纠偏，阈值，消手指，曲率校正

输出图像格式：TIFF， TIFF G4， 多页 TIFF， TIFF 12 Bits， JPEG， BMP， JPEG 2000， PDF，多页 PDF

以上列举了目前市场主流的各类幅面扫描输入设备类型及主要性能参数指标，在古籍文献数字化加工系统搭建时可以依据古籍文I类型有针对性配置选用。

4 结语

本文从系统架构的角度给出了古籍文献数字化系统硬件设计实现的一个通用方案。古籍文献数字化加工系统的生产流程是古籍文献的扫描、存储、OCR识别、标识、质检、成品等工作。作为文献数字化生产系统，除了硬件设备本身要具有实用、易搭建、可扩展、故障率低、维护方便等特点之外，毕竟文献数字化还是一个有人参与的复杂过程，文献数字化的扫描工作是快速机械化的，而成品古籍数字资源的生产是由人工加软件完成，这两者之间存在着加工能力的不同，而整个生产又在一个统一的管理系统中完成，因此这两个环节之间相应的硬件设备要做好匹配。当然还包括应用软件与服务器性能的匹配，扫描及加工古籍数字资源容量与存储容量的匹配，在统一管理下的加工系统生产与网络环境的匹配，另外还包括了加工场地生产环境（温度、湿度、新风）与生产设备的匹配等等，实际系统搭建的时候只有充分考虑到这些差异化的因素，做好各分系统之间的协调配置，才能保证古籍数字化加工系统工作全流程的顺畅高效。

参考文献

[1] 张志清 .国家图书馆古籍保护的历史、现状和任务[M]. 杭州： 浙江省古籍出版社，2008： 7.

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中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

引言

石化工程造价控制贯穿于项目建设全过程，而前期方案和设计阶段的工程造价控制是整个工程造价控制的龙头。随着经济发展，对于投资经济效益越来越看重，必须建立科学的工程造价管理体系，并严格执行，确保目标的顺利实现。

一、设计阶段工程造价控制的重要性

石化工程建设过程主要分为前期可行性研究、设计、施工、竣工几个阶段，前期可行性研究方案通过审批后即确定该项目的投资，如何把建设项目投资的发生控制在批准的投资限额以内，需要对项目的各个阶段实施有效造价管理，而设计阶段是工程造价控制不可忽视的关键阶段。据有关资料显示，在工程的投资决策及设计阶段，影响工程造价的可能性为35%～75%，而在工程实施阶段，影响工程造价的可能性只有5%～35%。显然，工程的投资决策及设计阶段是工程造价控制的不可忽视的关键阶段。设计阶段控制造价能充分体现事前控制的思想。由于设计阶段是项目初始前期阶段，调整、改动都比较容易，为了避免不必要的修改，减少设计变更造成的工程造价的增加，应该把设计做细、做深入。因为设计的每一笔都需要投资来实现，一个正确的投资决策和一个好的设计不仅可以促进施工质量的提高，加快进度，高质优效地收回投资，且可降低投资。所以在没有开工之前，明确项目的可行性以及优化设计方案尤为重要。

二、造价控制依据

项目投资估算和初步设计概算是石油化工工程建设造价控制的依据。工程设计是在一定的技术经济要求条件下，寻求项目建设的实现方法，是实现将计划变为现实的阶段。要做好石油化工项目的设计工作，一般需要经过初步设计阶段和施工图设计阶段。在初步设计阶段，要基本确定技术方案、工艺流程、工艺平面、主要设备、主要建筑物、工程总造价等内容。在可研批复后，为了在项目建设过程中实现人力、物力、财力使用的效率和对总造价的控制，这一阶段必须编制初步设计概算，送交相关技术经济方面的专家审核通过后，其作为项目建设造价控制的依据并严格执行。在石化行业，前期可采用《中国石油化工项目可行性研究技术技术参数与数据》来分析项目是否可行。对于投资估算常采用《石油化工安装工程概算指标》、地区《建筑工程概算指标》及《工程造价信息》来计算项目的投资估算和初步设计概算。已完类似工程和再建工程的相关数据也需要及时定期的收集，用于横向对比分析，参考相关投资。

三、设计阶段工程造价控制实施的不足及影响

迄今，对大多数投资者而言，很少在设计阶段实施工程造价的控制，而把控制重点放在施工阶段。造成这种现象有以下原因。

1.建设单位可行性研究深度不够，对委托设计书不重视。

可行性研究需要通过一定的范围了解与竣工工程项目有关的技术，经济、社会、环境等方面资料，对可能的拟建方案认真地进行技术经济分析论证，研究工程项目技术上的先进适用性，在经济上的合理有利性和建设上的可能性，并充分考虑国家需要等多方面因素形成的多种可行性方案。再对多方案进行严谨的科学论证，优选出技术上先进，经济上合理实施上可行的方案。在此基础上编制详尽的设计委托书。设计委托书中明确工程投资，详细的工艺参数，设计标准要求，工程现场说明等，以此作为设计单位重要的设计依据。而目前的建设单位常常不愿意放弃来之不易的项目，过分强调建设紧逼性，仓促上马，建设方案论证不完整，选定设计单位后没有详细的设计委托书，使设计出的工程不能达到要求，就更谈不上在技术设计阶段对设计方案的多方案经济比较。使得投资造价失控。

2. 限额设计与设计单位对工程造价控制的不足

从一定意义上，限额设计对工程造价起到主动的控制作用，但就各分部分项工程合理的造价分配再进行设计，如在设计完成时再变更以满足工程造价限额，又降低了设计的合理性。同时由于突出强调的设计限额的重要性，使价值工程中有两条提高价值的途径在限额设计中不能充分运用；即造价不变，功能提高；造价略有提高，功能有程度提高。尤其是后者限制了设计者在这两方面的创造性，有一些新颖别致的设计往往受设计造价限额的限制不能得到实现。

设计单位是该阶段控制造价形成的主体。目前设计单位对设计的评审多侧重于技术和工艺，常忽略对多方案的经济比较，尤其是近几年，土建专业的设计费用计算有许多是以建设面积计取单价，这种支付方式，使设计者不愿花费更多精力认真研究优质设计，在保证工程安全和不降低功能前提下，采用新工艺、新设备、新材料，降低工程造价。由于初步设计量工作深度不够，易导致设计施工图阶段工程量及设备规格等仍有较大变动，而增加工程造价。

四、加强设计阶段工程造价控制的措施

4.1 提高建设单位的认识

市场经济条件下，建设单位普遍增强了工程项目造价控制力度，但更多的是加强了施工阶段的造价控制上，而实际上，随着建筑企业的规范化和招投标制度的实行以及“统一量”，市场价“竞争费”的工程造价发展，施工阶段已经把工程控制在投标价范围。这实际上是舍本求末，因为，经过设计阶段，已经决定了工程的结构型式、构造方式、基础类型，所采用的材料及工艺流程等对工程造价起决定性作用的方面，工程量也已基本确定。施工单位需严格按施工图施工，这期间，即使有更经济的方案，施工单位也无变更设计的权力。所以，首先应使建设单位重视设计阶段的工程造价控制。加强可行性研究深度，强化设计阶段设计方案的经济评审，争取控制工程造价的主动权。

4.2 设计单位应重视工程概算的作用、减少后期变更

工程建设领域中，人们很重视“百年大计，质量第一”以质量为目标，只要不出质量事故，结构要安全，极少有人重视项目的经济效益。需要设计单位在结构安全、功能优良的前提下加强经济比较力度。更需要在全行业建立工程设计及工程造价监理制度和工作标准。推广限额设计及设计标准化是设计单位控制造价的主要手段。设计人员要同工程造价人员密切配合，严格按设计任务书规定的投资额度作好多个方案的经济技术分析，在降低工程造价上创新挖潜。如预料到将要发生变更，则设计变更发生越早越好。若在设计阶段变更，只需修改图纸，其他费用尚未发生，损失有限；若在采购阶段变更，则不仅要修改图纸，还需重新采购设备和材料；若在施工期间发生变更，除发生上述费用外，已建工程还可能将被拆除，势必造成重大变更损失。

4.3 技术与经济相结合是设计阶段控制造价的有效手段

有效地控制造价，应从组织、技术、经济、合同与信息管理多方面采取措施。组织上所采取措施，包括明确类似监理公司这样的工程造价控制组织和造价控制目标，使得在设计阶段工程造价控制有专人负责，明确管理分工。从技术上采取措施，包括重视设计多方案选择，严格审察初步设计，技术设计，施工图设计，深入研究节约工程造价的可能。从经济上采取措施，如采取设计招标及节约工程造价的奖励措施等。克服长期以来技术与分离的现状。正确处理先进技术与经济合理之间的对立统一关系，力求在技术先进的条件下，经济合理，在经济合理基础上技术先进。把控制工程投资的观念渗透到工程建设各阶段。

4.4 培养一批懂技术精造价的综合性人才

要实施设计阶段对工程造价的控制，充分运用技术与经济相结合的手段，需要既懂技术又懂工程概算的人才。长期以来，我国技术人员的技术水平，工作能力及知识面均较高，但缺乏经济观念，常把如何降低工程造价看作与自己无关的事情。而工程概算人员的主要是从财务角度去核审造价，往往不熟悉工程知识，也较少了解工程进展中的各种关系和问题，很难有效地控制工程造价。如果能从经济角度去建议技术设计人员从某方面探讨降低工程造价又能使之在技术上可能。在工作中概算人员及时对工程造价进行分析对比，反馈信息，能主动完善设计，从而有效地保证控制工程造价。并且需要造价人员定期参加各类培训，不仅只关注造价类培训，还应包括工程技术类、工程管理、EPC全过程管理的培训。同时要积极参加全国造价员、注册造价师等考试，取得相关执业资格。

五、造价实例分析

通过上述论述，并结合自己完成的某地区PS项目

对建设投资的控制

1.在设计方案中处理好了技术先进性和经济合理性之间的关系，在满足功能的前提下，减少了进口设备引进。

2.总平面布置。优化了运输方式减少了占地面，降低了土地购置费用。

3.新材料的运用。本项目虽然新材料的采用量不大，但是对于今后的项目的借鉴，和资料积累起到了辅助作用。

一、对比表

二、分析说明

本项目在可行性研究估算阶段的建设投资为47349.80万元（人民币）；基础设计概算阶段的建设投资为44733.57万元（人民币）。通过上述优化和控制对比减少2616.23万元，满足可行性研究阶段对基础设计概算阶段要求的投资控制，并以此确定了投资建设限额。本项目现处于施工实施阶段，各项费用均严格控制在基础设计概算中，且工作开展顺利费用运用合理。由此可见石化工程造价控制贯穿于项目建设全过程，而前期方案和设计阶段的工程造价控制是整个工程造价控制的龙头。

结束语

在石化工程中，造价管理是项目建设全过程全方位的管理。设计阶段的投资控制很重要。施工阶段和竣工结算也同样重要。此外，工程造价受影响的因素很多，也很复杂。这就要求所有的工程造价从业人员树立良好的职业道德，以科学态度和经济观点公正对待每一分投资，有效控制工程造价。

参考文献