序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇自動(dòng)化免疫分析，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)控制；輪廓誤差；前饋復(fù)合控制；變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂?/p>

中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.03.025

Design of a Motion Controller for the Sampling Platform of a Automated Chemiluminescence Immunoassay Analyzer

Qian Jun1, Zhang Xin2, Bai Zhi-hong3, Jia Zan-dong4, Xu Zhong4, Wang Bi-dou1

(1.Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215163 China; 2. CIOM Medical Instrument Co., Ltd. Changchun 130033, China; 3. HYB Bio-Medical Engineering Co., Ltd. Suzhou 215163, China; 4. Changchun Institute of Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China; 5. Changchun University of Technology, Changchun 130012, China)

【Abstract】 In this paper, a motion controller for the sampling platform of a automated chemiluminescence immunoassay analyzer is developed. The single-axis controller has a double closed-loop structure, consisting of an inside velocity loop and an outside position loop. In the position loop, the fuzzy controller and the feedforward compound controller are used. In consideration of the dynamic cooperation of the two axes, a variant gain cross-coupling-controller is designed to minimize contour error. Experimental results indicates that, by using this control strategy, not only the single-axis tracking performance having been improved efficiently, but the contour error having been minimized significantly .

【Key words】 motion control; contour error; feedforward compound control; variant gain cross-coupling-control

0引言

化學(xué)發(fā)光免疫分析法是以標(biāo)記發(fā)光劑為示蹤物信號(hào)建立起來(lái)的一種非放射標(biāo)記免疫分析法。它具有靈敏度高、線性范圍寬、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，已成為臨床免疫學(xué)檢驗(yàn)中的常用手段而獲得了廣泛應(yīng)用[1-3]。相應(yīng)的化學(xué)發(fā)光免疫分析儀器已成為臨床免疫學(xué)檢驗(yàn)中不可或缺的檢測(cè)設(shè)備。全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀一改過(guò)去依賴于手工加樣，再交由儀器測(cè)量的半自動(dòng)化技術(shù)局面，是近十年來(lái)免疫檢驗(yàn)技術(shù)的一次飛躍。全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀需要對(duì)大量的樣本進(jìn)行連續(xù)的處理，取樣平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。需要設(shè)計(jì)出響應(yīng)速度快、重復(fù)定位精度高、按規(guī)定軌跡運(yùn)動(dòng)的取樣平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。

本文討論了全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀取樣平臺(tái)X―Y軸運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)，包括單軸運(yùn)動(dòng)控制器和兩軸變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂破鞯脑O(shè)計(jì)，最后給出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1取樣平臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

三自由度機(jī)械臂是取樣平臺(tái)的主要部分，包括兩根X軸平行導(dǎo)軌、X軸滑塊、兩根Y軸導(dǎo)軌、Y軸滑塊、Z軸齒形針管、Z軸液面?zhèn)鞲衅髂K等，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。三個(gè)自由度分別是X軸的左右滑動(dòng)、Y軸的前后滑動(dòng)、Z軸的上下傳動(dòng)。X、Y軸的運(yùn)動(dòng)由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)取樣針在平面上的定位。取樣針的行程為160cm（X軸方向）×60cm（Y軸方向）。本文主要討論取樣平臺(tái)X-Y軸運(yùn)動(dòng)的控制。

圖1機(jī)械臂機(jī)械模型

Fig.1 Model of the Mechanism Robot Arm

2取樣平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)

取樣平臺(tái)X軸、Y軸的控制目標(biāo)是完成精確的位置控制。不僅對(duì)單個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)速度和定位精度有嚴(yán)格要求，而且要求雙軸聯(lián)動(dòng)時(shí)兩軸之間的動(dòng)態(tài)配合要好。因此對(duì)單軸跟蹤誤差和位置軌跡輪廓誤差都需要加以考慮；在連續(xù)運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程中，不但要考慮單軸的控制策略，還要考慮雙軸聯(lián)動(dòng)時(shí)的交叉耦合控制策略[4,5]。

2.1取樣平臺(tái)單軸運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)

提高每一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的控制跟蹤精度能有效地減小系統(tǒng)輪廓誤差。取樣平臺(tái)的單軸控制器采用傳統(tǒng)的速度內(nèi)環(huán)，位置外環(huán)雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)[6]。

2.1.1取樣平臺(tái)單軸速度環(huán)數(shù)學(xué)模型

數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)中必須有D/A、A/D轉(zhuǎn)換器或相當(dāng)于其功能的轉(zhuǎn)換裝置。在該系統(tǒng)中，起D/A作用的是數(shù)字脈寬調(diào)制裝置。它把數(shù)字輸出量轉(zhuǎn)化為脈寬可調(diào)的方波電壓，并保持一個(gè)采樣周期Ts，相當(dāng)于一個(gè)零階保持器，其傳遞函數(shù)為：

(1)

起A/D作用的是數(shù)字測(cè)速裝置。其基本原理是數(shù)值微分，可等效為一個(gè)純延遲環(huán)節(jié)。用Tr表示純延遲時(shí)間，得傳遞函數(shù)為：

(2)

數(shù)字計(jì)算機(jī)的傳遞函數(shù)也可等效為一純延遲環(huán)節(jié)，設(shè)Td為計(jì)算延遲時(shí)間，則其傳遞函數(shù)為：

(3)

綜上所述，數(shù)字計(jì)算機(jī)及轉(zhuǎn)換裝置的傳遞函數(shù)為：

(4)

則取樣平臺(tái)單軸控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2單軸控制器動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖

Fig.2 Block diagram of the single-axis controller

圖中：Go(s) ――計(jì)算機(jī)及轉(zhuǎn)換裝置等效傳遞函數(shù)；

Ks――數(shù)字脈寬調(diào)制裝置功率放大倍數(shù)；

Ce――伺服電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)；

Tm――電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)；

α――速度反饋系數(shù)。

增加速度環(huán)的作用是：

(1)減小系統(tǒng)固有部分的慣性，提高系統(tǒng)的快速性；

(2)削弱被轉(zhuǎn)速反饋包圍部分參數(shù)變化及非線性影響，提高系統(tǒng)剛度，擴(kuò)展調(diào)速范圍。

2.1.2取樣平臺(tái)單軸位置控制器設(shè)計(jì)

采用古典方法進(jìn)行單軸位置控制器的設(shè)計(jì)，無(wú)法解決動(dòng)態(tài)特性與穩(wěn)態(tài)精度間的矛盾。為此，設(shè)計(jì)智能控制器來(lái)克服一些控制理論靠單純的數(shù)學(xué)解析結(jié)構(gòu)難以處理對(duì)象不確定性的弱點(diǎn)。在本系統(tǒng)中，采用非線性量化因子模糊控制器實(shí)現(xiàn)位置控制器的設(shè)計(jì)[7,8]，其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3單軸位置環(huán)模糊控制器結(jié)構(gòu)圖

Fig.3 Block diagram of the fuzzy controller for the position loop

控制器輸入為誤差e及誤差變化率ec。通過(guò)非線性量化因子Fe、Fec將e、ec從語(yǔ)言的基本論域映射到量化論域E、EC。模糊控制器輸出u=kuU。

取非線性量化因子為

(5)

式中：ne、nec――誤差及誤差變化率的量化等級(jí)；

ae、aec――常數(shù)。

E=EC=U={-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。定義在量化論域上的模糊子集為{NB，NM，NS，ZE，PS，PM，PB}，分別表示“負(fù)大”、“負(fù)中”、“負(fù)小”、“零”、“正小”、“正中”、“正大”。E、EC及U的 賦值見表1，模糊規(guī)則表見表2。模糊推理采用Mamdani準(zhǔn)則，輸出模糊量逆模糊化采用加權(quán)平均法。

為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的控制精度，在該取樣平臺(tái)單軸控制系統(tǒng)中，利用輸入量的一階和二階導(dǎo)數(shù)信號(hào)進(jìn)行前饋補(bǔ)償，構(gòu)成前饋復(fù)合控制（Feedforward Compound Control）[9]。具體實(shí)現(xiàn)框圖如圖4所示。引入輸入量一階導(dǎo)數(shù)前饋信號(hào)可以補(bǔ)償速度誤差，引入輸入量二階導(dǎo)數(shù)前饋信號(hào)可以補(bǔ)償加速度誤差。

圖4單軸前饋復(fù)合控制器結(jié)構(gòu)圖

Fig.4 Block diagram of the feedforward compound controller

圖中：――位置回路線性部分等效傳遞函數(shù)，KV為等效放大倍數(shù)，TV為等效時(shí)間常數(shù)；

D(s) ――前饋環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)。

根據(jù)完全不變性原理，取

(6)

2.2雙軸變?cè)鲆娼徊骜詈陷喞櫩刂?/p>

根據(jù)各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的反饋信息和差補(bǔ)值，實(shí)時(shí)修正輪廓誤差模型的增益，以尋求最佳的補(bǔ)償律并反饋到各軸，從而達(dá)到補(bǔ)償輪廓誤差的目的，這就是變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂疲╒ariant Gain Cross-coupling-control）[10-12]。根據(jù)上述單軸控制器設(shè)計(jì)及交叉耦合控制原理，得出取樣平臺(tái)雙軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)框圖如圖5所示。其中，rx、ry和ex、ey分別為X、Y軸的參考輸入和跟蹤誤差；Cx為X軸的交叉耦合增益系數(shù)；Cy為Y軸的交叉耦合增益系數(shù)；ε為系統(tǒng)的輪廓誤差；Cc為交叉耦合控制器，u為其輸出。對(duì)于給定的系統(tǒng)，ex、ey作為交叉耦合控制器的輸入量，交叉耦合控制器的輸出再通過(guò)交叉耦合系數(shù)Cx、Cy分解到兩個(gè)進(jìn)給軸上，從而控制兩軸的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。

圖5雙軸變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂破鹘Y(jié)構(gòu)框圖

Fig.5 Block diagram of the two-axis variant gain cross-coupling-controller

交叉耦合控制器選擇的是經(jīng)典的PID控制策略[13]，控制器的參數(shù)用實(shí)驗(yàn)方法得出。補(bǔ)償量為

ε=-exCx+eyCy (7)

X、Y軸的補(bǔ)償分量Ux、Uy分別為

(8)

Cx、Cy可以根據(jù)文獻(xiàn)[14]所述方法求得。它們分別隨著X、Y軸的跟蹤誤差ex、ey和參考軌跡的變化而取不同的值，即Cc為變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂破鳌?/p>

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

以長(zhǎng)春光機(jī)醫(yī)療儀器有限公司的CA-2000全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀原理樣機(jī)為平臺(tái)，對(duì)本文所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

圖6是單軸S型曲線位置隨動(dòng)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)曲線。可以看出，穩(wěn)態(tài)誤差變化范圍是0.4%～0.9%，穩(wěn)態(tài)誤差的影響已經(jīng)基本克服。非線性量化模糊控制在誤差較小時(shí)采取的非線性處理結(jié)構(gòu)是達(dá)到此控制效果的主要原因；動(dòng)態(tài)跟蹤誤差也明顯降低，這是是前饋控制的本質(zhì)決定的。此外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在隨動(dòng)過(guò)程中電樞電流的平均值明顯變小。這是因?yàn)椋涸诜€(wěn)態(tài)時(shí)，一方面該控制器不需要頻繁做較大范圍的調(diào)整輸出，就不會(huì)造成速度環(huán)給定出現(xiàn)較大的變化；另一方面，該控制方法抑制擾動(dòng)能力也優(yōu)于基本模糊控制；在動(dòng)態(tài)跟蹤過(guò)程中，前饋控制能夠依據(jù)給定和系統(tǒng)前向通道的變化產(chǎn)生提前的控制量，克服偏差控制量產(chǎn)生的滯后，因此，速度超調(diào)就被有效地克服了。

為了驗(yàn)證雙軸變?cè)鲆娼徊骜詈宪壽E跟蹤的實(shí)際效果，按照取樣臂的運(yùn)行范圍，以圖7的路徑為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以加樣系統(tǒng)Z軸的垂直中心M為研究對(duì)象。采用NURBS插值方法[14]進(jìn)行路徑規(guī)劃，其中參考進(jìn)給速度為400mm/s。圖8對(duì)實(shí)際速度與理論速度進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)中通過(guò)局部放大可以看出實(shí)際速度相對(duì)于理論速度約有60ms的滯后，曲線基本重合。根據(jù)編碼器反饋的實(shí)際值和M點(diǎn)在平面某附近點(diǎn)的X、Y軸的參考坐標(biāo)，就可以獲得M點(diǎn)的實(shí)際輪廓曲線和理論輪廓曲線。M點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與參考軌跡之間的輪廓誤差可以通過(guò)輪廓誤差計(jì)算公式得到，如圖9所示。結(jié)果表明，曲線在曲率較大處的誤差較平坦處大，但是能夠控制在要求范圍內(nèi)。

圖7軌跡跟蹤曲線

Fig.7 Curve of the trajectory tracking

圖8實(shí)驗(yàn)速度曲線

Fig.8 Experimental speed curve

圖9變?cè)鲆娼徊骜詈陷喞`差

Fig. 9 Coupling error of variant gain cross-counpling control

4結(jié)論

本文針對(duì)取樣平臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的要求，進(jìn)行了單軸速度環(huán)與位置環(huán)控制器的設(shè)計(jì)；為了進(jìn)一步提高單軸的跟蹤精度，利用輸入量的一階、二階導(dǎo)數(shù)信號(hào)進(jìn)行前饋控制，構(gòu)成前饋控制和反饋控制相結(jié)合的復(fù)合控制系統(tǒng)；基于觀測(cè)跟蹤誤差和輪廓誤差兩種誤差，進(jìn)行了變?cè)鲆娼徊骜詈峡刂破鞯脑O(shè)計(jì)。在硬件不變的情況下有效地提高了系統(tǒng)的跟蹤精度，使系統(tǒng)的輪廓誤差明顯降低，同時(shí)響應(yīng)時(shí)間也滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此控制策略滿足了取樣平臺(tái)的高精度、高速度的定位的工作要求。

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篇2

化學(xué)發(fā)光免疫分析包括三大類型: 即標(biāo)記化學(xué)發(fā)光物質(zhì)的化學(xué)發(fā)光免疫分析、 標(biāo)記熒光物質(zhì)的熒光化學(xué)發(fā)光免疫分析和標(biāo)記酶的化學(xué)發(fā)光酶聯(lián)免疫分析。化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)可測(cè)定內(nèi)分泌激素、 腫瘤標(biāo)志物、 血藥濃度、 傳染病和心血管疾病標(biāo)志物、 貧血及過(guò)敏原等項(xiàng)目［1］。目前對(duì)運(yùn)動(dòng)員血清睪酮的檢測(cè)， 大多采用放射免疫法， 由于其自動(dòng)化程度低， 不適用于快速檢測(cè)， 又有放射污染。美國(guó)Beckman．Coulter公司和法國(guó)Pasture研究院合作生產(chǎn)的Access全自動(dòng)微粒子化學(xué)發(fā)光免疫分析儀， 其方法學(xué)具有高靈敏性、 高精確性、 高穩(wěn)定性等特點(diǎn)， 無(wú)需對(duì)樣本進(jìn)行測(cè)前處理， 簡(jiǎn)便的自動(dòng)化操作， 全程僅需15～20 min， 且無(wú)放射污染。本室引進(jìn)Access免疫分析系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員血清T進(jìn)行定量測(cè)定， 現(xiàn)對(duì)該方法的臨床應(yīng)用評(píng)價(jià)如下。

1 材料和方法

1.1 檢測(cè)對(duì)象 無(wú)錫市體育管理中心運(yùn)動(dòng)員122人， 年齡≥15歲， 其中男64人， 女58人。對(duì)照組為來(lái)我院正常體檢的中學(xué)生， 男、 女各30人。采運(yùn)動(dòng)員清晨靜脈血2 mL， 分離血清后進(jìn)行檢測(cè)。

1.2 材料 血清睪酮的檢測(cè)采用Access磁微粒化學(xué)發(fā)光免疫分析系統(tǒng)。Access免疫分析系統(tǒng)及配套的T試劑盒， 沖洗緩沖液， 堿性液， 酸性液， 定標(biāo)液， 基質(zhì)液(Substrste)， 反應(yīng)杯(RV管)由BeckmanCoulter公司提供。

1.3 方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線 分別取0、 1.7、 5.2、 13.9、 27.8、 55.5 nmol/L T標(biāo)準(zhǔn)液， 在Access免疫分析系統(tǒng)中執(zhí)行自動(dòng)定標(biāo)程序。以2次測(cè)定結(jié)果的均值， 進(jìn)行數(shù)學(xué)邏輯處理， 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 兩組間數(shù)據(jù)采用t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 精密度測(cè)試 取低、 中、 高值的混合血清分別重復(fù)測(cè)定20次， 計(jì)算變異系數(shù)CV， 反映批內(nèi)精密度。每天對(duì)不同濃度的質(zhì)控血清測(cè)定1次， 連續(xù)20 d， 評(píng)價(jià)批間精密度。低、 中、 高值批內(nèi)CV分別為4.1、 2.7、 1.6; 批間CV 分別為4.4、 3.2、 2.6。

2.2 血清睪酮檢測(cè)結(jié)果及統(tǒng)計(jì)分析 運(yùn)動(dòng)員血清睪酮檢測(cè)結(jié)果顯示， 男女運(yùn)動(dòng)員與各自相同性別正常人對(duì)照組之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。 表1 運(yùn)動(dòng)員血清睪酮檢測(cè)

3 討論

Access免疫分析通過(guò)在RV管中加入包被單克隆抗體的磁性微粒、 血清樣品、 堿性磷酸酶(ALP)標(biāo)記的抗原， 經(jīng)37℃孵育后， 形成競(jìng)爭(zhēng)法抗原抗體結(jié)合成的復(fù)合物。再加入底物 AMPDD(一種金剛基二螺［4， 4］二氧乙烷的磷酸脂)發(fā)光劑。AMPDD經(jīng)ALP水解， 生成一種不穩(wěn)定的陰離子， 該陰離子分解時(shí)持續(xù)發(fā)光， 且與ALP量成正比， 通過(guò)測(cè)定相對(duì)發(fā)光單位(relative light unit， RLU)定量檢測(cè)血清中物質(zhì)的濃度［2］。

對(duì)運(yùn)動(dòng)員血清T檢測(cè)結(jié)果表明， CV％值較小， 說(shuō)明儀器重復(fù)性較好， 測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定。 T的測(cè)定濃度范圍在0～55.5 nmol/L之間， 能夠滿足運(yùn)動(dòng)員正常測(cè)試的需要。自動(dòng)化的Access免疫分析系統(tǒng)， 既具有化學(xué)發(fā)光檢測(cè)的高靈敏度， 又具有免疫分析的高特異性， 準(zhǔn)確性、 穩(wěn)定性， 能夠快速及時(shí)的為運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練監(jiān)控提供可靠的依據(jù)。另外， 它是用化學(xué)試劑來(lái)標(biāo)記抗原或抗體， 避免了因使用放射性核素而帶來(lái)的對(duì)人體和環(huán)境的危害。

但由于試劑成本的原因， Access免疫分析系統(tǒng)仍未廣泛應(yīng)用于臨床。隨著臨床需求的進(jìn)一步擴(kuò)展， 高靈敏度、 寬線性Access免疫分析系統(tǒng)的將得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

篇3

就現(xiàn)在開發(fā)OA的技術(shù)來(lái)說(shuō)，主要集中分為三大類：基于C/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序開發(fā)，結(jié)合C/S結(jié)構(gòu)和Web技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用程序，基于B/S結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)。以下將分析這三類技術(shù)的各自優(yōu)缺點(diǎn)：

C/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：是傳統(tǒng)開發(fā)模式，一般以數(shù)據(jù)庫(kù)和客戶端的兩層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，也有加入中間件的三層或多層結(jié)構(gòu)，在OA早期是標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)模式，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，它已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)在的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)辦公和移動(dòng)辦公，逐漸在被取代

C/S+Web技術(shù)：是為了補(bǔ)充C/S結(jié)構(gòu)的不足，在C/S基礎(chǔ)上加入Web技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的獲取，但擁有一定局限性，如數(shù)據(jù)及時(shí)更新、軟件升級(jí)等問題就無(wú)法很好解決

B/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：是援用動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)，加入OA的開發(fā)理念，完全適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)辦公和移動(dòng)辦公需求，也是現(xiàn)代辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的首選技術(shù)。

就B/S結(jié)構(gòu)的開發(fā)，具體技術(shù)又有多種選擇：JSP+J2EE，ASP+IIS，ASP.net+Microsoft .NET Framework，PHP+Apache，就這幾門技術(shù)，可以說(shuō)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，分析如下：

JSP技術(shù)：具有良好的跨平臺(tái)性，加上J2EE功能十分強(qiáng)大，但是J2EE的布置使開發(fā)成本顯得略高，而且沒有良好的安裝界面

PHP技術(shù)：是早期動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)中的強(qiáng)手，但隨著JSP技術(shù)與ASP技術(shù)的不斷更新，使得PHP技術(shù)稍微比較落后

ASP技術(shù)：類似于PHP技術(shù)，開發(fā)簡(jiǎn)便，快速，加上IIS的功能支持，是比較簡(jiǎn)易快速的開發(fā)技術(shù)

ASP.net：可以說(shuō)是ASP技術(shù)的替代技術(shù)，是ASP的一大進(jìn)步，在Microsoft .NET Framework的強(qiáng)大支持下，可以使用C#、VB、java script三種語(yǔ)言來(lái)編寫代碼，采用預(yù)先編譯技術(shù)，使得代碼安全性加強(qiáng)

最終討論結(jié)果：在針對(duì)于中小型企業(yè)用戶，建議采用ASP.net技術(shù)，理由是，該技術(shù)易于服務(wù)器的維護(hù)，成本相對(duì)較低，開發(fā)周期較短

在針對(duì)政府部門用戶，建議采用JSP或ASP.net技術(shù)，理由是，政府部門服務(wù)器很多已經(jīng)改裝為L(zhǎng)inux系統(tǒng)，在該平臺(tái)下采用JSP技術(shù)較成熟；如果是Windows用戶，則采用ASP.net技術(shù)

二、OA概述

人們普遍使用計(jì)算機(jī)來(lái)提高個(gè)人工作效率，但是在需要許多人一起協(xié)同工作的現(xiàn)代工作環(huán)境中，我們更需要提高我們的整體工作效率。利用網(wǎng)絡(luò)通訊基礎(chǔ)及先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)，建設(shè)一個(gè)安全、可靠、開放、高效的信息網(wǎng)絡(luò)和辦公自動(dòng)化、信息管理電子化系統(tǒng)，為管理部門提供現(xiàn)代化的日常辦公條件及豐富的綜合信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)檔案管理自動(dòng)化和辦公事務(wù)處理自動(dòng)化，以提高辦公效率和管理水平，實(shí)現(xiàn)企業(yè)各部門日常業(yè)務(wù)工作的規(guī)范化、電子化、標(biāo)準(zhǔn)化，增強(qiáng)檔案部門文書檔案、人事檔案、科技檔案、 財(cái)務(wù)檔案等檔案的可管理性，實(shí)現(xiàn)信息的在線查詢、借閱。最終實(shí)現(xiàn)“無(wú)紙”辦公。

辦公自動(dòng)化，一個(gè)極大的概念，一個(gè)炒作了很久的概念。無(wú)論是辦公設(shè)備公司，還是系統(tǒng)集成公司，都大力推出自己的辦公自動(dòng)化產(chǎn)品。有辦公設(shè)備、辦公自動(dòng)化電腦、辦公自動(dòng)化軟件。可見，辦公自動(dòng)化中內(nèi)容龐大，可為空間不可小視。那么，首先我們來(lái)探討一個(gè)問題，什么是辦公？

辦公實(shí)際就是文件的制作、修改、傳遞、簽定、保存、銷毀、存檔的過(guò)程。那么隨著文件的這一流程，產(chǎn)生了各種各樣的設(shè)備。隨著技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)也得到了大力推廣。

傳統(tǒng)的辦公模式主要以紙介質(zhì)為主，在信息革命的浪潮中，顯然已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高效率、快節(jié)奏的現(xiàn)代工作和生活的需要。如何實(shí)現(xiàn)信息處理的自動(dòng)化和辦公的無(wú)紙化逐步得到了人們的重視。

傳統(tǒng)辦公模式

辦公自動(dòng)化提了多年，但效果并不明顯，人們還是停留在單機(jī)字處理和表格處理的所謂辦公自動(dòng)化的初級(jí)階段。信息的交流和共享，以及團(tuán)隊(duì)的協(xié)同運(yùn)作等無(wú)法完美的實(shí)現(xiàn)，極大地限制了工作的效率。

Internet/Intranet的迅猛發(fā)展，為信息的交流和共享，團(tuán)隊(duì)的協(xié)同運(yùn)作提供了技術(shù)的保證，同時(shí)也預(yù)示著網(wǎng)絡(luò)化辦公時(shí)代來(lái)臨。

網(wǎng)絡(luò)化辦公模式

現(xiàn)有辦公自動(dòng)化系統(tǒng)和大型信息管理系統(tǒng)中，企業(yè)業(yè)務(wù)流程重組或者是文件流轉(zhuǎn)功能都是核心功能。同時(shí)我們也認(rèn)為，企業(yè)辦公主要是一個(gè)文件流轉(zhuǎn)的過(guò)程，所有的辦公事務(wù)都可以抽象成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表單。

傳統(tǒng)的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)和大型MIS系統(tǒng)在處理企業(yè)管理流程中大多采用企業(yè)業(yè)務(wù)流程重組（BKR），其核心思想就是要先優(yōu)化企業(yè)業(yè)務(wù)管理流程，再根據(jù)優(yōu)化后的流程建設(shè)企業(yè)信息系統(tǒng)。這樣不僅在系統(tǒng)建設(shè)中工作量巨大，同時(shí)面臨來(lái)自企業(yè)內(nèi)部重重的阻礙。

我們的核心思想是；前期系統(tǒng)建設(shè)中不牽涉企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程重組，只是協(xié)助企業(yè)通過(guò)方便的流程自定義等功能進(jìn)行流程電子化，以及不斷根據(jù)實(shí)際需求去改變電子化流程。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)可以說(shuō)百家爭(zhēng)鳴，各有所長(zhǎng)，但是一般的B/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)都做得比較固定，也就是針對(duì)某個(gè)行業(yè)甚至某個(gè)企業(yè)而開發(fā)的，有諸多的限制和代碼固化，不利于靈活的OA定制和客戶化！而且很多OA系統(tǒng)都具有相同的功能，只是表現(xiàn)手法和操作流程有所不同罷了，所以，他們的基本是一致的，是有共性的，是可以統(tǒng)一的。

我的基礎(chǔ)思想是開發(fā)一個(gè)底層的通用型OA平臺(tái)，在此平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)OA系統(tǒng)的主要功能模塊的底層操作，這樣，當(dāng)針對(duì)某個(gè)企業(yè)或者政府部門開發(fā)OA系統(tǒng)時(shí)，只需在此基礎(chǔ)上稍加修改，就可以成為一套具有很強(qiáng)針對(duì)性的OA系統(tǒng)，這樣方便該系統(tǒng)的二次開發(fā)，也方便于針對(duì)不通性質(zhì)部門單位的OA系統(tǒng)的定制。

可以看出，底層通用型管理模塊是整個(gè)OA系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而應(yīng)用層模塊是面對(duì)客戶的，它是界面和業(yè)務(wù)邏輯的結(jié)合體，針對(duì)不通企業(yè)將有所不通，這種結(jié)構(gòu)將很好的解決一套OA的多種定制功能，便于二次開發(fā)。

四、通用型管理模塊功能劃分

針對(duì)于這個(gè)底層模塊，它并不需要實(shí)現(xiàn)實(shí)際的功能，它主要是負(fù)責(zé)完成應(yīng)用層交付的任務(wù)和與底層數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù)，所以它的功能是比較抽象的、統(tǒng)一的和可擴(kuò)展的。雖然如此，我們還是將這個(gè)模塊按不同的功能細(xì)分，因?yàn)檗k公系統(tǒng)有些模塊之間聯(lián)系并不緊密，比如公文管理系統(tǒng)與公共信息系統(tǒng)，郵件管理系統(tǒng)與辦公設(shè)備管理系統(tǒng)之間的聯(lián)系就不是那么緊密，甚至可以完全分開。所以我們的底層管理模塊針對(duì)于這些情況，主要分為功能子模塊：

1．公文管理

公文管理主要負(fù)責(zé)公文的發(fā)送與接受工作，發(fā)送流程按照流程定

制來(lái)完成，所以還包括流程定制功能。這三大塊是OA的核心部分，實(shí)現(xiàn)也最為復(fù)雜，特別是流程定制功能，是一個(gè)非常靈活的模塊，它決定了該OA系統(tǒng)的效率和可用性

2．郵件管理

郵件管理主要功能是發(fā)送與接受內(nèi)部郵件，發(fā)送與接受外部郵件（外部郵件服務(wù)器必須支持pop3），郵件需要存入數(shù)據(jù)庫(kù)，以便今后瀏覽查詢

3．表單管理

表單管理是一個(gè)輔模塊，基本上在其他所有模塊都有可能用大它的功能，它主要是實(shí)現(xiàn)表單模板的定制，表單的存儲(chǔ)，打印等功能。在一個(gè)企業(yè)，表單是很重要的一個(gè)東西，它在辦公過(guò)程中出現(xiàn)的頻率緊次于公文，所以這個(gè)模塊也非常重要，并且表單的定制與打印是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)

4．檔案管理

檔案管理功能是對(duì)準(zhǔn)備歸檔的公文或者企業(yè)各類合同、協(xié)議、文件、指示、資料等的一個(gè)合理存儲(chǔ)與查閱功能，針對(duì)于復(fù)雜的分類和查閱權(quán)限，實(shí)現(xiàn)合理存取，管理得基本功能

5．人事管理

人事管理功能主要包括：?jiǎn)T工資料管理，員工薪資管理，員工考勤管理，員工權(quán)限管理，部門機(jī)構(gòu)管理，部門任命管理等等公司內(nèi)部人事管理的所有功能，本子模塊將以底層視角反應(yīng)員工得管理，包括職務(wù)和所屬性質(zhì)都將按統(tǒng)一模式規(guī)劃，便于應(yīng)用層定制模塊

6．日程安排

日程安排是辦公系統(tǒng)的一個(gè)必不可少的輔助功能，可分為個(gè)人日程，部門日程，主要需要解決的是日程的基本存儲(chǔ)和信息提示

7．公共信息管理

公共信息包含：公司新聞、文檔、員工論壇、資料下載等功能，主要是針對(duì)所有部門的一個(gè)共用系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以采用傳統(tǒng)模式，如論壇可以采用BBS系統(tǒng)等，底層主要是統(tǒng)一規(guī)范，提供基本功能

8．會(huì)議管理

會(huì)議對(duì)于任何一個(gè)公司都是重要的，而會(huì)議的形式隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也變得多樣化起來(lái)，除了傳統(tǒng)的會(huì)議，還有網(wǎng)絡(luò)會(huì)議，視頻會(huì)議等新型會(huì)議方式，使得相隔甚遠(yuǎn)的人之間也可以有了當(dāng)面交流的環(huán)境。對(duì)于相隔較遠(yuǎn)的部門，如總公司與子公司之間的交流建議采用非視頻的網(wǎng)絡(luò)會(huì)議，因?yàn)檫@個(gè)即可以滿足網(wǎng)速，也可以滿流得需求。對(duì)于處于同一個(gè)大廈的各部門，建議使用視頻會(huì)議，因?yàn)榧尤攵嗝襟w的功能，可以使得會(huì)議氣氛跟貼近傳統(tǒng)會(huì)議的效果，而且交流也更人性化，同時(shí)也可以得到局域網(wǎng)網(wǎng)速得支持。

這功能子模塊都是OA系統(tǒng)得基礎(chǔ)，在此之上，我們可以創(chuàng)建更多的功能和輔助，可以使得OA的定制變得輕松而豐富。

五、總結(jié)

篇4

關(guān)鍵詞：寧陽(yáng)縣；礦區(qū)概況；研究分析

中圖分類號(hào)：TD87 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1 礦區(qū)概況

興隆莊飾面花崗巖礦區(qū)位于寧陽(yáng)縣東疏鎮(zhèn)興隆村一帶，東距寧陽(yáng)縣城10km，南距蒙館公路2km，南東距東疏鎮(zhèn)駐地7km，北與汶上縣相鄰西距汶上縣城15km。

礦區(qū)地貌為平原，地形坡度較小，地勢(shì)北高南低。礦體大面積分布，上覆土層一般在1-2m之間。礦體遭受輕度風(fēng)化，風(fēng)化層厚度一般在6-8m之間。

礦石為中生代燕山晚期臥福山超單元興隆莊單元中粗粒二長(zhǎng)花崗巖，完整基巖即為礦體，呈巖床狀。主要礦物成分為斜長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、石英、黑云母、磁鐵礦、木屑石等。

礦石自然類型為塊狀，總觀顏色呈淺灰白色，風(fēng)化后呈黃灰色，顏色均勻一致，礦石結(jié)構(gòu)均一，塊體密度為2.58g/c立方米。

石材加工后磨光面整體為淺灰色，光澤度較高，耐腐蝕，具有較好的穩(wěn)固性能，抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度均較大，吸水率為0.13g/c立方米，飽和抗壓強(qiáng)度為122.5Mp

a，肖氏硬度為77，耐堿度為99.98%，耐酸度為99.97%，干燥彎曲強(qiáng)度為9.5。能夠生產(chǎn)較大塊體的荒料，加工過(guò)程中不易破碎，板材成材率高，開采技術(shù)條件簡(jiǎn)單，是較為理想的飾面建筑石料。因含有少量黑云母及磁鐵礦等鐵質(zhì)礦物，似有銹點(diǎn)，故其市場(chǎng)商品名稱“銹石”，較純凈、不含鐵礦石者商品名稱為“白沙石”。

2 資源儲(chǔ)量估算

礦區(qū)面積27.33萬(wàn)平方米，根據(jù)閔興石材公司及鄰近汶上縣境內(nèi)的石材礦山生產(chǎn)情況及鉆探資料分析，地表以下10m以上為風(fēng)化層，可利用礦層厚度40m左右，估算礦區(qū)花崗巖資源儲(chǔ)量為1542萬(wàn)立方米，荒料率按80%計(jì)，荒料量為1234萬(wàn)立方米，為一大型飾面花崗巖石材礦床。

3 規(guī)劃礦山規(guī)模

該礦區(qū)可建設(shè)兩座規(guī)模（荒料）為10萬(wàn)立方米/年的大型飾面石材開采加工礦山企業(yè)，規(guī)劃開采荒料共20萬(wàn)立方米/年，考慮不確定因素，礦區(qū)可采年限至少可達(dá)50年。礦山每年共生產(chǎn)荒料20萬(wàn)立方米，成材率按80%計(jì)，成材量（可切割成板材的數(shù)量）為16萬(wàn)立方米，按板材成材系數(shù)15（每1m3成材切割成15m2板材）計(jì)算，共可生產(chǎn)板材約240萬(wàn)平方米。

4 市場(chǎng)分析

飾面花崗巖石材是當(dāng)今建筑行業(yè)裝飾用量最廣、也較流行的中高檔裝飾材料，國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求量一直很大，雖然受國(guó)際金融危機(jī)影響，國(guó)際市場(chǎng)受到一定沖擊，但由于我國(guó)實(shí)行拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)的政策，國(guó)內(nèi)的建筑用一直保持活躍，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的未受大的影響。興隆莊飾面花崗巖屬中檔次飾面石材，目前閔興石材公司生產(chǎn)的板材業(yè)內(nèi)稱為銹石，因礦石含有少量含鐵礦物日久腐蝕似鐵銹斑點(diǎn)而得名。還可生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)薄板及加工生產(chǎn)光板、火燒板、異形板、文化石等系列產(chǎn)品用于室內(nèi)裝飾，也可生產(chǎn)路沿石、臺(tái)階石和廣場(chǎng)地板石用于城市道路、廣場(chǎng)、大廳等建筑裝飾。經(jīng)對(duì)市場(chǎng)調(diào)查，該花崗巖石材毛光板市場(chǎng)價(jià)格在70-100元/m2之間，且市場(chǎng)銷售前景較好。

5 礦山建設(shè)投資

每座礦山建設(shè)預(yù)計(jì)總投資4000萬(wàn)元人民幣，其中地質(zhì)勘查費(fèi)用50萬(wàn)元；辦理采礦許可證費(fèi)用2150萬(wàn)元（其中采礦權(quán)價(jià)款2000萬(wàn)元，地質(zhì)環(huán)境治理保證金80萬(wàn)元，開發(fā)利用方案、安全監(jiān)察、地災(zāi)地環(huán)評(píng)價(jià)、土地恢復(fù)治理方案、價(jià)款評(píng)估等有關(guān)報(bào)告費(fèi)用70萬(wàn)元）；基本建設(shè)包括三通一平共500萬(wàn)元；采掘、運(yùn)輸、加工設(shè)備及其他生產(chǎn)設(shè)備800萬(wàn)元；流動(dòng)資金500萬(wàn)元。

6 經(jīng)濟(jì)效益分析

每座開采規(guī)模為10萬(wàn)立方米/年、投資4000萬(wàn)元的石材礦山按每年生產(chǎn)板材120萬(wàn)平方米、價(jià)格按70元/平方米計(jì)算，年銷售收入（70元/平方米×120萬(wàn)平方米=8400萬(wàn)元）8400萬(wàn)元。礦山年支出為5680萬(wàn)元，其中生產(chǎn)、管理綜合費(fèi)用400元/立方米，計(jì)4000萬(wàn)元（400元/立方米×10萬(wàn)立方米=4000萬(wàn)元）；稅費(fèi)（營(yíng)業(yè)稅、增值稅、礦產(chǎn)稅、礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)及其他管理費(fèi)用）為總產(chǎn)值的20%，計(jì)1680萬(wàn)元（8400萬(wàn)元×20%=1680萬(wàn)元）。礦山年利潤(rùn)為年銷售收入減去年支出，為2720萬(wàn)元（8400萬(wàn)元-4000萬(wàn)元-1680萬(wàn)元=2720萬(wàn)元）。礦山年上繳所得稅為年利潤(rùn)益的33%，計(jì)為898萬(wàn)元（2720萬(wàn)元×33%=898萬(wàn)元）。政府財(cái)政收益為各類稅費(fèi)之和，為2578萬(wàn)元（1680萬(wàn)元+898萬(wàn)元=2578萬(wàn)元）。礦山年純利潤(rùn)為年銷售收入減去年管理費(fèi)用和年上繳各項(xiàng)稅費(fèi)，為2894萬(wàn)元（8400萬(wàn)元-4000萬(wàn)元-1680萬(wàn)元-898萬(wàn)元=1822萬(wàn)元）。礦山投資收益率為72.35%（1822萬(wàn)元/4000=45.55%），投資返還期為2.2年（1/0.4555=2.2）。

合計(jì)2座礦山共投資8000萬(wàn)元，年開采荒料20萬(wàn)m3，銷售收入1.68億元，政府財(cái)政年收益5156萬(wàn)元，企業(yè)純利潤(rùn)3644萬(wàn)元。

7 礦權(quán)出讓及收益

7.1 由政府出資，委托具有資質(zhì)的地質(zhì)勘查單位對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行地質(zhì)勘查，包括測(cè)量、鉆探、測(cè)試、化驗(yàn)等，查明礦區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、巖漿巖情況、查明礦體的分布、形態(tài)及礦石質(zhì)量測(cè)試各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、估算礦石資源儲(chǔ)量和荒料率，對(duì)市場(chǎng)行情、經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，估算勘查費(fèi)用100萬(wàn)元。

7.2 針對(duì)查明的礦產(chǎn)資源，委托有資質(zhì)的評(píng)估機(jī)構(gòu)進(jìn)行采礦權(quán)價(jià)款評(píng)估，評(píng)估費(fèi)用20萬(wàn)元。

7.3 對(duì)礦產(chǎn)資源采礦權(quán)依法進(jìn)行出讓，工作費(fèi)用20萬(wàn)元。

7.4 對(duì)整個(gè)礦區(qū)分割為兩個(gè)礦區(qū)出讓，資源儲(chǔ)量1542萬(wàn)立方米。按采礦權(quán)價(jià)款3元/立方米計(jì)算，價(jià)款總量為4626萬(wàn)元，即政府在采礦權(quán)價(jià)款方面可收益4626萬(wàn)元；除上交根據(jù)國(guó)家財(cái)政20%共925萬(wàn)元外，地方財(cái)政收益3701萬(wàn)元；除去上述勘查、評(píng)估和工作費(fèi)用140萬(wàn)元，地方財(cái)政可純收益3461萬(wàn)元。

8 環(huán)境保護(hù)分析

通過(guò)對(duì)閔興石材公司及附近礦山的采礦環(huán)境分析，該地區(qū)水文情況簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生大量的礦坑廢水，礦山灰塵較少、噪聲較低，不會(huì)對(duì)附近居民產(chǎn)生大的影響，產(chǎn)生較大影響的為礦山生產(chǎn)廢渣，因市場(chǎng)原因，目前生產(chǎn)的下腳料未能充分利用，且堆放還要占用部分土地，可考慮一是提高廢料的利用率，二是對(duì)一些確實(shí)不可利用的廢渣進(jìn)行異地填埋，既要保護(hù)環(huán)境，又要盡量少的占用土地。

篇5

關(guān)鍵詞：全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線 發(fā)展現(xiàn)狀 低碳包裝 市場(chǎng)前景 關(guān)鍵技術(shù)。

中圖分類號(hào)：F276.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4914（2011）11-286-02

一、概述

袋裝粉體的全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線是國(guó)內(nèi)包裝行業(yè)急需發(fā)展的重要裝備。當(dāng)前，我國(guó)粉體生產(chǎn)企業(yè)迫切期望采用擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線來(lái)實(shí)現(xiàn)低碳包裝。全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線需達(dá)到如下要求：（1）采用清潔包裝技術(shù)解決現(xiàn)場(chǎng)粉塵污染問題；（2）減小包裝體積，降低包裝耗材，節(jié)約包裝資源；（3）采用擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碼垛機(jī)器人，降低碼垛耗能。

由于粉體物料物性的多變，帶來(lái)粉體包裝方式的個(gè)性化、多樣化要求，在包裝技術(shù)上有較高的難度，給全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線的產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)了技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。揚(yáng)州市創(chuàng)新包裝有限公司新研發(fā)的全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線克服了技術(shù)難題，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。

二、粉體包裝行業(yè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著市場(chǎng)的需求及包裝技術(shù)的發(fā)展，粉體行業(yè)采用的包裝方式從最初的人工包裝，發(fā)展到采用定量自動(dòng)包裝設(shè)備進(jìn)行的半自動(dòng)包裝。目前，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，大多數(shù)粉體物料生產(chǎn)廠家都裝備了以定量自動(dòng)包裝機(jī)和碼垛機(jī)器人為主要部件的自動(dòng)化包裝生產(chǎn)線，代表著目前粉體包裝技術(shù)的最高水平。其包裝工藝實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化，計(jì)量、計(jì)數(shù)、裝袋、封口、打包等都形成了流水線作業(yè)，包裝效率高，而且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境整潔。由于目前國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本的增加以及工人勞動(dòng)保護(hù)的重視，結(jié)合發(fā)達(dá)國(guó)家包裝行業(yè)的發(fā)展軌跡，采用基于機(jī)器人進(jìn)行碼垛的全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線，成為國(guó)內(nèi)粉體包裝行業(yè)當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。

粉體包裝的高難度，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)很多包裝設(shè)備制造企業(yè)不愿意涉足該領(lǐng)域，而大力開發(fā)糧食、飼料等顆、粒料全自動(dòng)包裝設(shè)備，致使行業(yè)發(fā)展不均衡。國(guó)內(nèi)粉體包裝行業(yè)，尤其是粘性粉體及超輕細(xì)粉體為代表的特殊粉體包裝設(shè)備遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。很多粉體生產(chǎn)企業(yè)在國(guó)內(nèi)不能找到合適的包裝設(shè)備，或使用人工包裝，或使用普通包裝機(jī)進(jìn)行半自動(dòng)粗放式包裝，或花費(fèi)大量金額從國(guó)外進(jìn)口包裝設(shè)備。

據(jù)國(guó)內(nèi)某銻品生產(chǎn)龍頭企業(yè)介紹，由于該公司沒有找到國(guó)產(chǎn)包裝設(shè)備實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)包裝，只能從日本進(jìn)口。不僅價(jià)格非常昂貴，核心技術(shù)掌握在日本企業(yè)手中，而且附加條件為每年必須保證一定量的產(chǎn)品供應(yīng)給該日本企業(yè)，從而受制于人。

粉體物料包裝通常會(huì)出現(xiàn)以下幾個(gè)難點(diǎn)：（1）粉塵污染嚴(yán)重，尤其是超輕細(xì)粉體及含氣量大的粉體散逸性強(qiáng)，易造成現(xiàn)場(chǎng)工人塵肺等職業(yè)病；（2）粘性粉體包裝機(jī)出料口易掛料，造成掉料現(xiàn)象，嚴(yán)重污染包裝現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境；（3）流動(dòng)性過(guò)強(qiáng)的粉體包裝時(shí)沖料，導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)，污染現(xiàn)場(chǎng)；（4）粉體物料易混合氣體，尤其是超輕細(xì)粉體及含氣量大的粉體物料包裝體積大，包裝袋容積率低，極大浪費(fèi)了包裝耗材，加大了運(yùn)輸成本；（5）傳統(tǒng)高低位機(jī)械式碼垛機(jī)耗能高，占地大，使用、維護(hù)成本高。

目前，國(guó)內(nèi)粉體包裝技術(shù)發(fā)展緩慢，市場(chǎng)急需此領(lǐng)域包裝設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

三、全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線在低碳包裝方面的意義

揚(yáng)州市創(chuàng)新包裝有限公司新研發(fā)的全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線通過(guò)自動(dòng)上袋機(jī)、粉體定量自動(dòng)包裝機(jī)、輸送機(jī)、倒袋機(jī)、重量復(fù)檢機(jī)、剔除機(jī)、整形機(jī)、噴碼機(jī)、碼垛機(jī)器人等成套設(shè)備完成粉體物料的自動(dòng)包裝、檢測(cè)、碼垛。該生產(chǎn)線在低碳包裝方面有以下意義：

1.實(shí)現(xiàn)包括超輕細(xì)、粘性等粉體物料的清潔包裝。粉體物料包裝過(guò)程中粉塵污染嚴(yán)重，尤其是超輕細(xì)粉體及含氣量大的粉體散逸性強(qiáng)，易造成現(xiàn)場(chǎng)工人塵肺等職業(yè)病。全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線采用負(fù)壓沉積技術(shù)，將物料中氣體抽出，防止粉塵飄散；采用螺旋反轉(zhuǎn)，氣吹式自清理出料口等技術(shù)防止包裝機(jī)出料口掉料。有效減少了包裝現(xiàn)場(chǎng)的粉塵污染，避免了工人在惡劣環(huán)境下的工作。

2.減少粉體物料的包裝體積，降低包裝耗材，節(jié)約包裝資源。本包裝生產(chǎn)線在國(guó)內(nèi)率先使用螺旋壓縮和負(fù)壓沉積相結(jié)合的技術(shù)，可以有效減少粉體物料中的含氣量。

以超輕細(xì)粉體物料為例，使用本生產(chǎn)線包裝，可以降低物料中含氣量80%以上，提高包裝袋容積率35/%，可節(jié)約35%的包裝袋制作原料。

按照包裝袋制作采用3層克重80g/m2的牛皮紙，尺寸80（長(zhǎng)）×50（寬）cm，年產(chǎn)5萬(wàn)噸物料（使用包裝袋200萬(wàn)條），每年節(jié)省牛皮紙計(jì)算如下：

0.8m×0.5m×2面×3層×0.08kg/m2×2000000條×35%=134.4噸。

所以年產(chǎn)5萬(wàn)噸超輕細(xì)粉體生產(chǎn)廠家，使用本生產(chǎn)線，每年可節(jié)約134.4噸牛皮紙。同時(shí)可減少使用PE膜原料35%，并降低運(yùn)輸成本35%。

3.節(jié)能、降耗，采用擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碼垛機(jī)器人，降低碼垛能耗，符合國(guó)家低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

國(guó)內(nèi)廣泛使用的機(jī)械式碼垛機(jī)單機(jī)功率為30KW左右，而本生產(chǎn)線使用的碼垛機(jī)器人單機(jī)功率為4KW，設(shè)備按照330天/年，16小時(shí)/天的工作制度計(jì)算，每套全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線年節(jié)約用電量如下：

（30-4）千瓦時(shí)×16小時(shí)×330天/年=137280千瓦時(shí)/年。

折合標(biāo)準(zhǔn)煤：13.728萬(wàn)千瓦×3.6噸/萬(wàn)千瓦時(shí)=49.42噸。

所以每使用一套全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤49.42噸。

同時(shí)，機(jī)械式碼垛機(jī)單機(jī)尺寸為17（長(zhǎng)）×5.5（寬）×3.5（高）m左右，而碼垛機(jī)器人主機(jī)尺寸為1.5（長(zhǎng)）×0.7（寬）×3.1（高）m左右，耗材小，并大大降低了加工耗能。

4.極大提高生產(chǎn)效率，降低人工成本。以年產(chǎn)5萬(wàn)噸粉料的生產(chǎn)廠家為例，人工包裝需設(shè)置8個(gè)出料口及儲(chǔ)料倉(cāng)，每個(gè)包裝口處需稱重灌裝人員兩人，復(fù)檢縫包一人，搬運(yùn)、碼垛兩人，以兩個(gè)工作班組計(jì)算，共需80個(gè)人進(jìn)行包裝，且工人的勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。如采用半自動(dòng)包裝，需設(shè)置6個(gè)出料口和儲(chǔ)料倉(cāng)，每臺(tái)包裝機(jī)需要操作人員一名，重量復(fù)檢人員一名，碼垛人員一名，以兩個(gè)工作班組計(jì)算，共需36人進(jìn)行包裝。如采用全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線，只需要一套設(shè)備就可以滿足年產(chǎn)10萬(wàn)噸物料的包裝需求，而操作人員僅需8名。

四、全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線的市場(chǎng)前景

全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線主要用于包含超輕細(xì)、粘性等粉體物料的全自動(dòng)包裝。粉體工業(yè)的前景廣闊，粉體材料已在化工、建材、冶金、電子、醫(yī)藥、生物工程、陶瓷、農(nóng)藥、涂料、國(guó)防及尖端技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。粉體材料的快速發(fā)展，給全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線帶來(lái)了廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。

結(jié)合發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展歷程，國(guó)內(nèi)粉體行業(yè)發(fā)展前景廣闊，并向聚集化發(fā)展。以鈦白粉行業(yè)為例，中國(guó)達(dá)到世界發(fā)達(dá)水平之后，對(duì)鈦白粉的需求量將達(dá)520萬(wàn)噸，而目前，離這個(gè)數(shù)字差不多還有400萬(wàn)噸的缺口{2}。2009年，除中國(guó)以外，全球只有18個(gè)鈦白粉生產(chǎn)商，總產(chǎn)能為470萬(wàn)t/a，其中前7名生產(chǎn)廠家產(chǎn)能合計(jì)400萬(wàn)t/a，占全球總產(chǎn)能的85%。而同期中國(guó)具有基本生產(chǎn)條件的大大小小的生產(chǎn)企業(yè)57家，規(guī)模以上的就有37家。2010年以來(lái)，國(guó)內(nèi)大型企業(yè)不斷擴(kuò)大產(chǎn)能、重組企業(yè)，以期做大做強(qiáng)，在大型企業(yè)的市場(chǎng)擠壓下，小型企業(yè)逐漸被淘汰或收購(gòu){3}。全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線主要面對(duì)的客戶為規(guī)模企業(yè)，此發(fā)展趨勢(shì)大大增加了本包裝生產(chǎn)線的市場(chǎng)規(guī)模。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)規(guī)模以上粉體物料生產(chǎn)廠家有5000家左右，其中95％的企業(yè)利用人工包裝或半自動(dòng)包裝。如果每家使用四條全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線，則需要20000條，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)600億元，并逐年擴(kuò)大。

五、全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)的突破

全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線的技術(shù)難度是其產(chǎn)業(yè)化的主要風(fēng)險(xiǎn)，揚(yáng)州市創(chuàng)新包裝有限公司現(xiàn)已攻克了以下關(guān)鍵技術(shù)：

1.包裝過(guò)程中粉料與氣體的充分分離，有效防止超輕細(xì)粉塵逸出，以及包裝袋退出后，防止掛在包裝機(jī)出料口處的物料掉落污染包裝現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，是清潔包裝生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)問題。

技術(shù)突破：包裝過(guò)程中，采用負(fù)壓沉積技術(shù)，并設(shè)計(jì)了過(guò)渡料倉(cāng)抽氣、輸送體抽氣、抽氣棒抽氣置等真空抽氣裝置，有效防止了超輕細(xì)粉體生產(chǎn)包裝過(guò)程中的外溢。還在包裝機(jī)出料口設(shè)計(jì)了氣吹夾層微孔，實(shí)現(xiàn)瞬間氣吹，將掛在包裝機(jī)出料口處的少量粘性粉體吹至包裝袋內(nèi)，從而防止包裝袋退出后，掛在包裝機(jī)出料口處的物料掉落，污染包裝現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。采用上述的粉料、氣體分離，負(fù)壓沉積技術(shù)，減小了污染，并可有效減少包裝體積30%以上，抽氣后的粉料密度大為增加，方便運(yùn)輸和倉(cāng)貯，節(jié)約30%以上的包裝和運(yùn)輸成本。在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

2.粘性粉體在包裝袋內(nèi)易出現(xiàn)堆尖，粘性粉體的包裝對(duì)加料順暢性有很高的要求，確保包裝物料順暢是前提；而且包裝速度、料口粉料外掛都會(huì)影響到包裝精度，確保高計(jì)量精度是關(guān)鍵。

技術(shù)突破：全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線采用獨(dú)有的振動(dòng)料倉(cāng)設(shè)計(jì)，解決了粘性粉體加料順暢性的難題；變頻調(diào)速加料裝置能夠根據(jù)剩余包裝重量的大小及時(shí)調(diào)整加料電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，解決了包裝速度和包裝精度相沖突的問題；采用雙傳感器計(jì)量，且在給料完畢后，對(duì)掛在包裝機(jī)出料口處的少量粉料統(tǒng)計(jì)計(jì)量，并作計(jì)量預(yù)留，從而保證了包裝精度。在計(jì)量系統(tǒng)上，突破性采用了振動(dòng)計(jì)量一體化設(shè)計(jì)。在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

3.機(jī)器人控制的體系結(jié)構(gòu)、控制框架，正確、方便、安全的信息交互，以及在線方式下各種模式的行為控制和可達(dá)性分析計(jì)算，是碼垛機(jī)器人四軸運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)控制的關(guān)鍵技術(shù)。

技術(shù)突破:生產(chǎn)線采用CAN總線技術(shù)、模塊化設(shè)計(jì)、開放性結(jié)構(gòu)，可移植性、易修改的標(biāo)準(zhǔn)接口，和復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的分析與魯棒控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了碼垛機(jī)器人的四軸運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)：自由度數(shù)4、軌跡重復(fù)性為±1.0mm。在國(guó)內(nèi)處于先進(jìn)水平。

4.作業(yè)對(duì)象變更時(shí)，機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)的功能柔性和任務(wù)適應(yīng)性，變位操作的全局可達(dá)和柔性配置，以及兩個(gè)電磁離合器背對(duì)背連接使用的控制難度是碼垛機(jī)器人靈活運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的關(guān)鍵技術(shù)。

技術(shù)突破: 全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線采用獨(dú)有的連桿機(jī)構(gòu)、替代兩個(gè)電磁離合器背對(duì)背使用的雙向電磁離合器結(jié)構(gòu)，開發(fā)了變位機(jī)設(shè)計(jì)與機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)靈活規(guī)劃軟件，使結(jié)構(gòu)重量輕、控制方便。獨(dú)有的連桿機(jī)構(gòu)，減少零部件的點(diǎn)數(shù)，提高傳動(dòng)效率，效率高達(dá)96%。雙向電磁離合器結(jié)構(gòu)還減少了伺服電機(jī)的數(shù)量，成本低、能耗小。在國(guó)內(nèi)處于先進(jìn)水平。

5.全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線包括了自動(dòng)上袋、定量包裝、輸送整形、機(jī)器碼垛等多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，各工序設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行、穩(wěn)定可靠，以及提高生產(chǎn)效率是控制高度智能化自動(dòng)化的關(guān)鍵。

技術(shù)突破：全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線通過(guò)對(duì)各工序工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)PLC進(jìn)行監(jiān)控和冗余控制，頂層用高速實(shí)時(shí)SYSNET網(wǎng)把各工序控制站聯(lián)成一體，SYSNET既可以與PLC也可以與普通計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，從而便于與其他類型的DCS系統(tǒng)互聯(lián)，達(dá)到系統(tǒng)開放的目的，在國(guó)內(nèi)處于先進(jìn)水平。

六、結(jié)語(yǔ)

全自動(dòng)粉體包裝生產(chǎn)線的研發(fā)具有重要意義，可以提升國(guó)內(nèi)包裝行業(yè)的整體水平，實(shí)現(xiàn)粉體物料的低碳包裝。其市場(chǎng)規(guī)模大，技術(shù)含量高，關(guān)鍵技術(shù)已攻克，擁有廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。

注釋：

{1}李曉剛，劉晉浩.碼垛機(jī)器人的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀、問題及對(duì)策，包裝工程，2011（3）：96～102

{2}徐高棟.關(guān)于我國(guó)鈦白產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來(lái)市場(chǎng)規(guī)范問題分析，中國(guó)粉體工業(yè)，2011（2）：11～14

{3}畢勝.山重水復(fù)疑無(wú)路，柳暗花明又一村――2009年中國(guó)鈦白工業(yè)復(fù)蘇狀況及前景，鈦白，2010（5）：4～8