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成果與項目的背景及主要用途：立方氮化硼（CBN）的硬度很高，僅次于金 剛石，具有一系列優越的物理、化學和機械性能，特別適合鐵族金屬材料的加工， 它和金剛石用于加工硬而脆的非金屬材料互為補充，是一類用途很廣的超硬材料， 其年增長速度遠高于金剛石。CBN 磨具磨削是磨加工領域中的高新技術。其中陶 瓷結合劑 CBN 磨具具有磨削能力強、耐用度高、形狀保持性好、使用壽命長、 磨削力小、磨削溫度低、不燒傷工件、工件表面完整性好且壽命長、磨具修整及 更換頻次少、輔助勞動時間短、有利于實現生產自動化和提高生產效率、磨削廢 渣少對環境污染小等等一系列優點，被認為是一類高速、高效、高精度、低磨削 成本、低環境污染的高性能磨具，成為世界上競相研究開發的熱點和當代磨具產 品發展的一個重要方向，發展前景廣闊。世界工業發達國家已將其應用于汽車關 鍵零部件磨削等工業生產，顯著地提高了生產效率和產品質量，取得了明顯的社 會經濟效益。目前，這種高效高精磨削技術在世界汽車制造領域正快速擴展，在 機床、工具、模具、軸承等其它許多應用領域也在不斷擴展。本課題組通過承擔 一系列省部市級科研項目和重大科技攻關項目，實現了技術成果集成，技術水平 和產品性能達到國際先進水平。 技術原理與工藝流程簡介：陶瓷結合劑 CBN 磨具屬于具有磨削用途的多元 物相復合材料體系。本技術綜合運用陶瓷。玻璃、復合材料、磨料磨具制備和磨 削加工等有關理論為指導，采用具有自主知識產權的陶瓷結合劑，通過磨具組成 與磨具結構的科學設計，以及磨具制備工藝優化控制，最終獲得具有最佳性能的 磨具產品。 主要工藝流程如下： 結構設計→組成設計→配料→混料→成型→燒成→加工→性能檢測→成品 技術水平及專利與獲獎情況：技術水平處于國際先進水平。 本項目包含的成果，已獲省級科技進步二等獎一項，廳局級科技進步二等獎 兩項。 應用前景分析及效益預測：陶瓷結合劑 CBN 磨具高效磨削工藝技術的應用， 可直接提升機械加工業和機械裝備業的加工技術與工藝水平，提高產品質量和加 工效率，增強企業競爭能力，增加經濟效益。同時用 CBN 磨具替代普通磨具的 使用還可以減少生產中的磨削廢渣，減少磨削液的用量，減少環境污染。其在汽 121天津大學科技成果選編 車、摩托車、拖拉機、工具、模具、軸承、機床、液壓件、工程陶瓷、軍工、航 空、航天等領域的高精高效磨削加工方面具有廣泛的用途。據不完全統計，國內 有數億元的市場潛力，其利潤率在 50%以上。 應用領域：汽車、摩托車、拖拉機、工具、模具、軸承、機床、液壓件、工 程陶瓷、航空、航天等領域的高精高效磨削加工。 技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模）： 廠房面積：300m2。 設備投資：100 萬元。 合作方式及條件：雙方協商。

本項目旨在建設中國泡沫鋁生產和特種裝備制造基地，利用金屬鋁錠或廢鋁為主要原料生產高性能泡沫鋁材料，再用泡沫鋁材料制造高性能特種裝備，為發展高性能國防裝備、高鐵裝備、高性能汽車、船舶以及工程服務。泡沫鋁是一種具有多種特殊性能，多用途的新型材料，是當今世界材料科學高技術領域的重要發展的新材料之一。泡沫鋁材料除了密度小、孔隙率高之外，還具有吸聲、隔聲、抗彈侵徹、阻尼爆炸沖擊波、阻尼振動、屏蔽電磁波、夾芯板輕質高強等特殊性能。利用泡沫鋁材料可以制造高鐵列車防撞、降噪結構；制造汽車防撞、降噪、輕質結構；制造軍工裝備的輕質結構、防爆、防彈結構；制造電梯防墜落緩沖器、建筑大理石復合板、防火降噪與隔聲結構等。 獨家擁有泡沫鋁生產技術發明專利及其他裝備和結構制造專利，國內外首創。 制造電梯用泡沫鋁緩沖器，保護人員生命安全，潛在市場450億元以上。 還可以制造大理石/泡沫鋁建筑板。制造建筑防火吸聲裝飾、隔聲墻等。制造泡沫鋁復合防撞保險杠，當汽車正面以時速100km碰撞時,可以吸收全部動能，保護汽車和乘員的安全，特別適用安全校車，能夠保護孩子生命安全，泡沫鋁充填汽車車身型材，潛在市場100億元以上。 制造高鐵列車頭部防撞結構、車廂間防撞結構、列車吸聲內飾、地板、高鐵線路聲屏障，潛在市場100億元以上。 制造軍工裝備，制造軍車防地雷、防彈結構，重型裝備空降緩沖臺，大跨度速裝大橋，航母緩沖飛行甲板，導彈發射井蓋等，潛在市場可達數百億元。生產每噸泡沫鋁材料成本為3萬元，每噸可獲利稅3萬元。一個年產20萬噸的泡沫鋁生產廠，如果其中一半（10萬噸）直接銷售，將獲利稅30億元；如果其中一半（10萬噸）制成特種裝備產品出售，將獲利稅170億元，總共可獲利說200億元以上。

項目獲得教育部新世紀優秀人才計劃、江蘇省科技計劃、無錫市科技計劃支 持，獲得 2012 年中國輕工業聯合會科技進步二等獎，授權專利：車間加工設備 群加工運行優化的方法（200910031198.9）。 1、項目簡介 在車間內建立有線或無線的物聯網，并與 ERP、PLM 等進行數據無縫對接， 在此基礎上完成以下功能： （1）將客戶訂單轉化為生產訂單，通過電子文檔輸入訂單詳細要求和圖紙， 根據規則排列訂單的重要程度，確定下單的凈需求量。 （2）根據制造 BOM 進行生產準備，與倉庫對接反饋存貨數量，確定工裝夾 具、原料輔料、數控程序的準備計劃。 （3）編制每個生產訂單的詳細生產計劃，確定其在每臺設備上的開工完工 時間或加工順序，對生產意外事件進行自動計劃重排，用約束理論提升計劃性能， 充分發揮設備效率。 （4）實時監測生產任務進度，通過條形碼、射頻卡(RFID)、傳感器、數據 接口等自動采集生產數據和質量數據，記錄實際加工過程，實現動態的計劃調整。374 （5）根據檢驗規程在現場錄入檢驗記錄、觸發并管理不合格品評審，進行 質量狀況的統計分析。 （6）用物聯網手段實現自動入庫、出庫、盤點等功能，自動感應貨位，引 導傳送設備運輸。 （7）實現產品的出貨管理，包括裝車訂單合并、裝箱排列計劃、質保單等 等功能的智能化生成等。 2、創新要點 數據采集方式實現了依靠數據終端雙向傳輸數據，在加工中可以進行任意工 藝的變換和任務的改變，以及有效的跟蹤和控制。實現了倉庫的 RFID 感應式入 庫。外協廠進入控制體系。 3、效益分析 資金需求總額 1 萬元/臺，對具備 10 臺機床的小型車間而言，每年凈提高 產值 40 萬元以上 4、推廣情況 無錫市安邁工程機械有限公司；無錫壓縮機股份有限公司

江西制造職業技術學院是經江西省人民政府批準、國家教育部備案的全日制綜合性公辦普通高等職業院校，為江西省教育廳直屬高校。學院前身是創辦于1978年的江西省機械職工大學。2004年6月，經江西省人民政府批準在此基礎上設置高等職業院校，更名為江西制造職業技術學院。同年11月，江西省機械科學研究所成建制并入學院。 學院現有艾溪湖、上海路、丁公路三個校區，占地面積400余畝，建筑面積近20萬平方米。新校區位于風景如畫的艾溪湖畔—南昌(昌東)高校園區。學院建設有數控技術、汽車維修等2個國家級職業教育實訓基地和電子信息技術、模具制造技術、跨專業文科綜合實訓中心等3個省級專業技能實訓中心，校內各類專業實驗、實訓室75個，教學科研儀器設備值4755.52萬元，各類藏書近50萬冊。現有各類全日制在校學生近9000人，在職教職工456人，其中專任教師433人，高級職稱教師108人。專任教師中，有9名江西省高校省級教學名師、學科帶頭人和中青年骨干教師，3名江西省技術能手，138名碩士以上學歷學位教師。學院的“數控技術課程群教學團隊”被評為江西省省級教學團隊。 學院以培養制造業高技能人才為辦學特色，構建了以機械制造類專業群為龍頭，電子信息類專業群和經濟管理類專業群并舉的專業建設格局，設有機械工程系、機電工程系、信息工程系、經濟管理系、基礎課部、中專部等6個系部，有高職招生專業36個。確立了機電、數控、汽運、模具、應電、計應、電商和會計等8個學院重點建設的骨干特色專業，其中機電一體化技術專業被評為江西省特色建設專業。 學院積極發揮院所合并的優勢，不斷拓展科研開發領域。多年來，學院科研所承擔了國家、部、省下達的科研、新產品開發等課題200多項，取得科技成果197項，其中有2項獲國家發明獎、33項獲省部級科學技術進步獎和優秀產品獎，在多個領域達到國內領先水平，每年實現科研生產銷售收入達 600多萬元。 在近40年的大專層次辦學過程中，學院累計為國家培養輸送數萬名全日制畢業生，一批批學子已經成為國家大中型企業的管理人員和技術骨干。畢業生初次就業率始終保持在85%以上，位居全省同類院校前列。學院先后榮獲機械電子工業部教育工作先進集體、全國機械行業文明單位、全省高校思想政治教育工作先進集體、全省高校就業工作優秀單位、全省高校平安校園示范學校、江西省省直機關文明單位等榮譽稱號。

作為被公認為最復雜制造過程之一的半導體制造過程，其調度與控制是影響企業競 爭力的關鍵因素。半導體制造調 度介 于生產計劃和設備控制之間，是 在滿 足約束限制下，通過合理分配資 源來 優化各生產性能指標。針對我國 目前 多數半導體企業的生產管理仍 由人 工完成的現狀，迫切要求提升生 產管 理的自動化，而調度與仿真軟件 正是 有效支持生產管理決策的最佳 工具。 由同濟大學研發的硅片制造 生產 線調度與仿真系統（TB-PSS），能夠輔助管理人員進行生產調度決策，供現場操作人員參考完 成生產調度任務。 應用表明，TB-PSS 系統能夠減少 帶班經理交接班時間，提高工作效率； 優化瓶頸設備操作次序，提高非瓶頸 設備利用率。對提高半導體制造生產 線的管理水平具有積極的意義。

眾所周知，石油、天然氣和煤炭等不可再生的化石資源構成了當今世界燃料和化學工業的基石，豐富了人類的物質生活，創造了當今的繁華塵世。然而，隨著化石資源的日益枯竭，能源供需矛盾的不斷惡化，油價的不斷飆升，化石工業造成的環境污染日益嚴重等問題，已成為制約社會和經濟可持續發展的瓶頸。這些問題大大推動了人們研究可再生的生物質資源制備能源和大宗化學品的熱情。多元醇作為新一代能源和化學品的平臺，其廣泛的應用前景已引起了眾多科研工作者的廣泛關注。目前，生物基多元醇的工藝路線主要集中在山梨醇的加氫裂解和纖維素通過熱裂解、催化裂化及酸水解加氫等反應途徑制得。但是這兩種工藝路線具有工序流程長，反應條件比較苛刻（需要高溫、高壓下進行），產品比較復雜，分離難度大，成本高等不足，嚴重制約生物基多元醇產業的健康發展。本項目針對上述工藝路線存在的不足，設計了三條新的反應途徑，均能有效地將葡萄糖單體轉化為附加值比較高的多元醇，如合成聚酯纖維的基礎原料：1、2-丙二醇和乙二醇等。這些工藝路線與傳統路線相比，具有反應條件比較溫和，產物比較簡單，成本比較低等優點，同時也能達到節能減排的目標，符合環境友好的要求。因此，這么有意義的研究工作應該得到更大的扶持力度，使其盡快產業化，走出符合我國生物產業特色的道路。

 為了解決大規格的螺旋傘齒輪的制造問題，我們開發了一個專用的軟件包，可以在五軸聯動加工中心上加工高質量的螺旋傘齒輪。采用該軟件包加工的螺旋傘齒輪和采用Gleason制銑齒機加工的螺旋傘齒輪具有完全相同的齒面幾何參數，保證了樣機或維修后的設備與原設計具有完全的同一性。由于采用通用刀具，極大地縮短了加工準備周期，減少了刀具的初次投入費用，大幅度降低了大直徑螺旋傘齒輪的制造成本、縮短了制造周期。該軟件包的開發突破了國內大直徑螺旋傘齒輪制造的瓶頸，填補了國內1.6米以上螺旋傘齒輪制造能力的空白，為許多重型設備的國產化鋪平了道路。圖中為2007年北京國際機床展覽會上陜西秦川機床股份有限公司展出的正在進行加工的直徑為1.6米的螺傘，其軟件為王小椿教授開發。秦川的機床可以加工最大直徑為2.4米的螺傘，而在此之前，世界上也只有德國的一家公司可以加工直徑超過1.6米的螺傘，且其最大直徑為2.2米。     本軟件包包括齒坯設計/齒坯參數輸入模塊、干涉檢驗模塊、承載能力計算模塊、齒輪粗加工CAM模塊、齒輪精加工CAM模塊和齒面接觸分析模塊（TCA），可以滿足生產、產品開發和設備維修的需要。

先進制造技術的一個重要目的就是要實現“綠色制造”，防止環境污染。目前的流體傳動系統效率低，浪費能源，噪聲大，工作介質礦物油不可生物分解，污染環境。流體傳動中液壓傳動常用于大功率傳動，總效率在75%～85%，每年大量浪費能源。氣壓傳動的沖床也是如此，全國擁有50萬臺沖床，若使用我們開發的智能控制器，僅從節能角度考慮，每年最低就可節約5000萬元。

轎車車身是轎車的重要組成部分，是整個轎車零部件的載體，其重量和制造成本約 占整車的 40%～60%，它通常由 300～500 多個具有復雜空間曲面的薄板沖壓零件，由 55～75 個裝配站在生產線上大批量、快節奏地焊裝而成，裝夾定位點多達 1700～2500 個，焊點多達 4000～5000 個，因此中間環節眾多，給白車身的工藝及生產線的規劃和 設計帶來很大的困難。目前，白車身的工藝整體布局和設計仍然依靠人工憑經驗設計， 其設計思想，設計手段仍相當落后，使白車身生產線的規劃設計不得不花費大量外匯， 依靠國外來設計規劃，不適應我國汽車工業的發展。利用開發的“白車身工藝規劃和設 計系統”，可以在計算機上完成白車身的工藝規劃和設計工作，解決白車身的拼焊工藝 的設計、生產過程信息管理和生產線規劃等一系列問題，把可能發生巨額損失的可能性 降到最低限度，它產生的經濟效益是不可估量的。 白車身工藝規劃和設計系統是一個復雜而龐大的系統，為整個白車身制造系統提供 用于制造工藝設計、規劃、管理和優化的完整的協同工作環境。涉及到人、計算機軟硬 件、生產環境等等因素，實現白車身的制造過程管理。 應用說明： 工藝過程設計是把產品的設計信息轉化為制造信息。計算機輔助工藝設計利用在計 算機內存儲的大量工藝設計信息來進行的工藝過程設計。它的基本原理正是基于人工設 計的過程及需要解決的問題而提出的。通過利用建立的產品零件信息的數據庫；制造資 源、工藝參數等以適當的形式建立制造資源和工藝參數庫；工藝知識方法庫；能夠充分 的利用和共享工藝人員的工藝經驗、工藝知識，使工藝人員無需重復查閱各種手冊和規 范，充分利用標準工藝方法和工藝經驗生成新的工藝過程，快速制定工藝文件。

該系統采用冶金規范體系，充分滿足客戶個性化需求，并且以合同為主線，將一貫制質量管理理念貫穿于系統之中。通過量化管理及可視化輸出提高企業管理效能，而多維度的成本分析模塊為企業經營決策提供良好的數據支撐。該系統的應用可以有效提高產品質量，縮短物流周期和產品生產周期，降低庫存及生產成本，提高用戶的滿意度，大大提高企業綜合競爭力。1）產銷協同管理。基于企業內統一規范的資源定義、以及產品規范定義，進行資源優化，在客戶訂貨時對訂單進行評審（含個性化需求、交貨期等），并實現快速的交期應答，提高產銷之間協同性，為企業實現高水平按期交貨，提高服務水平；2）一體計劃管理。一體化生產計劃功能綜合平衡鑄、軋之間生產計劃，形成滿足訂單需求、生產約束、設備約束、能源約束等的生產批量計劃。批量計劃以天為單位，考慮生產過程批量約束條件、工藝約束條件等；3）一體化質量管理。以冶金技術規范體系為紐帶，將企業的銷、產、運、存貨等業務過程緊密銜接起來，并為現場管理與控制提供統一、規范生產技術指令、檢驗規范；同時與 QMS 相配合，形成信息豐富的制造過程質量目標、控制、實績數據，為企業工藝/技術質量人員進一步分析質量提供信息支持，形成完整的企業質量管控 PDCA 循環；4）全程訂單跟蹤。訂單追蹤是生產管理系統的核心功能，其本質是對每一個合同的各工序在庫量、封鎖量、計劃量、通過量、充當量、轉入量、轉出量、改判量等進行實時跟蹤，計算合同工序欠量。根據合同工序欠量，可以確定合同狀態，掌握合同進程，預測合同交貨期和進行合同拖期報警。