第一篇：機器人技術的發展與前景

機器人技術的發展與前景

09機電（1）0945523111龔蒙蒙

【摘要】隨著計算機技術的不斷向智能化方向發展，機器人應用領域的不斷擴展和深化，工業機器人已成為一種高新技術產業，為工業自動化水平發揮了巨大作用，將對未來生產和社會發展起越來越重要的作用。本文介紹了工業機器人的國內國外的發展狀況和應用趨勢，以及帶來的經濟效益。

【關鍵詞】工業機器人；由來；效益；發展；應用 ；前景

1.機器人的由來

機器人一詞最早來自1920年捷克作家卡雷爾·查培克《羅薩姆的萬能機器人》一書中，書中機器人“Robot”這個詞的本意是苦力，即劇作家筆下的一個具有人的外表，特征和功能的機器，是一種人造的勞力。由于原子能的開發和利用，某些操作機械代替人處理放射性物質顯得極為迫切，在這一需求背景下，美國原子能委員會的阿爾貢研究所于1947年開發了遙控機械手，1948年又開發了機械式的主從機械手。1954年美國戴沃爾最早提出了工業機器人的概念，并申請了專利。該專利的要點是借助伺服技術控制機器人的關節，利用人手對機器人進行動作示教，機器人能實現動作的記錄和再現。這就是所謂的示教再現機器人。1959年美國人英格伯格和德沃爾制造出來世界上第一臺工業機器人，機器人的歷史才真正開始。

2.工業機器人帶來的效益

廣泛的應用工業機器人，可以逐步改善勞動條件，更強與可控的生產能力,加快產品更新換代, 提高生產效率和保證產品質量,消除枯燥無味的工作，節約勞動力,提供更安全的工作環境，降低工人的勞動強度，減少勞動風險，提高機床，減少工藝過程中的工作量及降低停產時間和庫存，提高企業競爭力

3.工業機器人的發展

3.1國外工業機器人的發展

美國是機器人的誕生地,早在1961年，美國的Consolidated Control Corp 和AMF公司聯合研制了第一臺實用的示教再現機器人。經過40多年的發展，美國的機器人技術在國際上仍一直處于領先地位。其技術全面、先進，適應性也很

強。

日本在1967年從美國引進第一臺機器人,1976年以后，隨著微電子的快速發展和市場需求急劇增加，日本當時勞動力顯著不足，工業機器人在企業里受到了“救世主”般的歡迎，使其日本工業機器人得到快速發展,現在無論機器人的數量還是機器人的密度都位居世界第一，素有“機器人王國”之稱。

德國引進機器人的時間比英國和瑞典大約晚了五六年,但戰爭所導致的勞動力短缺,國民的技術水平較高等社會環境,卻為工業機器人的發展、應用提供了有利條件。此外，在德國規定,對于一些危險、有毒、有害的工作崗位,必須以機器人來代替普通人的勞動。這為機器人的應用開拓了廣泛的市場,并推動了工業機器人技術的發展。目前,德國工業機器人的總數占世界第二位,僅次于日本。

法國政府一直比較重視機器人技術,通過大力支持一系列研究計劃,建立了一個完整的科學技術體系,使法國機器人的發展比較順利。在政府組織的項目中,特別注重機器人基礎技術方面的研究,把重點放在開展機器人的應用研究上。而由工業界支持開展應用和開發方面的工作,兩者相輔相成,使機器人在法國企業界得以迅速發展和普及,從而使法國在國際工業機器人界擁有不可或缺的一席之地。

英國紀70年代末開始,推行并實施了一系列措施支持機器人發展的政策,使英國工業機器人起步比當今的機器人大國日本還要早,并曾經取得了早期的輝煌。然而，這時候政府對工業機器人實行了限制發展的錯誤。這個錯誤導致英國的機器人工業一蹶不振,在西歐幾乎處于末位。

近些年，意大利、瑞典、西班牙、芬蘭、丹麥等國家由于自身國內機器人市場的大量需求，發展速度非常迅速。

目前，國際上的工業機器人公司主要分為日系和歐系。日系中主要有安川、OTC、松下、FANLUC、川崎等公司的產品。歐系中主要有德國的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB及奧地利的工GM公司。

3.2國內工業機器人的發展

我國工業機器人起步于20世紀70年代初期,經過30多年發展,大致經歷了3個階段:70年代萌芽期,80年代的開發期和90年代的應用化期。隨著20世紀70年代世界科技快速發展，工業機器人的應用在世界掀起了一個高潮,在這種背

景下,我國于1972年開始研制自己的工業機器人。

進入20世紀80年代后,隨著改革開放的不斷深入,在高技術浪潮的沖擊下,我國機器人技術的開發與研究得到了政府的重視與支持,“七五”期間,國家投入資金,對工業機器人及零部件進行攻關,完成了示教再現式工業機器人成套技術的開發,研制出了噴漆,點焊,弧焊和搬運機器人。1986年,國家高技術研究發展計劃開始實施，經過幾年研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特種機器人。

從20世紀90年代初期起,我國的國民經濟進入實現兩個根本轉變期,掀起了新一輪的經濟體制改革和技術進步熱潮,我國的工業機器人又在實踐中邁進了一大步,先后研制了點焊, 弧焊,裝配,噴漆,切割,搬運,碼垛等各種用途的工業機器人,并實施了一批機器人應用工程,形成了一批工業機器人產業化基地,為我國機器人產業的騰飛奠定了基礎。但是與發達國家相比，我國工業機器人還有很大差距。

4.工業機器人的應用

隨著工業機器人發展的深度和廣度以及機器人智能水平的提高，工業機器人已在眾多領域得到了應用。從傳統的汽車制造領域向非制造領域延伸。如采礦機器人、建筑業機器人以及水電系統用于維護維修的機器人等。在國防軍事、醫療衛生、食品加工、生活服務等領域工業機器人的應用也越來越多。

汽車制造是一個技術和資金高度密集的產業，也是工業機器人應用最廣泛的行業，幾乎占到整個工業機器人的一半以上。在我國，工業機器人最初也是應用于汽車和工程機械行業中。在汽車生產中工業機器人是一種主要的制動化設備，在整車及零部件生產的弧焊、點焊、噴涂、搬運、涂膠、沖壓等工藝中大量使用。據預測我國正在進入汽車擁有率上升時期，在未來幾年里，汽車仍將每年15%左右的速度增長。所以未來幾年工業機器人的需求將會呈現出高速增長趨勢，年增幅達到50%左右，工業機器人在我國汽車行業的應用將得到快速發展。

工業機器人除了在汽車行業的廣泛應用，在電子，食品加工，非金屬加工，日用消費品和木材家具加工等行業對工業機器人的需求也快速增長。

5.機器人的前景

從近幾年世界機器人推出的產品來看，工業機器人技術正在向智能化、模塊

化和系統化的方向發展，其發展趨勢主要為：結構的模塊化和可重構化；控制技術的開放化、PC化和網絡化；伺服驅動技術的數字化和分散化；多傳感器融合技術的實用化；工作環境設計的優化和作業的柔性化以及系統的網絡化和智能化等方面。

機器人是先進制造技術和自動化裝備的典型代表，是人造機器的“終極”形式。它涉及到機械、電子、自動控制、計算機、人工智能、傳感器、通訊與網絡等多個學科和領域，是多種高新技術發展成果的綜合集成，因此它的發展與眾多學科發展密切相關。當今工業機器人的發展趨勢主要有：

1工業機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機價格不斷下降。

2機械結構向模塊化可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化；有關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人。

3工業機器人控制系統向基于PC機的開放型控制器方向發展，便于標準化，網絡化；器件集成度提高，控制柜日漸小巧，采用模塊化結構，大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維修性。

4機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統的位置、速度、加速度等傳感器外，視覺、力覺、聲覺、觸覺等多傳感器的融合技術在產品化系統中已有成熟應用。

5機器人化機械開始興起。從94年美國開發出“虛擬軸機床”以來這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應用的領域。

總體趨勢是，從狹義的機器人概念向廣義的機器人技術概念轉移，從工業機器人產業向解決方案業務的機器人技術產業發展。機器人技術的內涵已變為靈活應用機器人技術的、具有實際動作功能的智能化系統。機器人結構越來越靈巧，控制系統愈來愈小，其智能也越來越高，并正朝著一體化方向發展。

6.結束語

隨著我國經濟的快速發展，我國工業機器人的市場將不斷擴大，這一點無容置疑。這也從另一個側面說面了為什么世界各大機器人公司紛紛登陸中國市場。

市場有了，但擁有了自主知識產權的機器人還很少，這一點要引起我們的高度重視。一方面國家要對國產工業機器人給予更多的扶持；另一方面也望企業使

用國產機器人給國產工業機器人行業一個機會。

由于國產工業機器人的功能已經與國外相當，只要有批量，一定能夠造就一個或幾個中國品牌的工業機器人。

在我國，工業機器人市場份額大部分被國外工業機器人企業占據著。在國際強手面前，國內的工業機器人企業面臨著相當大的競爭壓力。如今我國正從一個“制造大國”向“制造強國”邁進，中國制造業面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰，對我國工業自動化的提高迫在眉睫，政府務必定會加大對機器人的資金投入和政策支持，將會給工業機器人產業發展注入新的動力。

參考文獻

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[3]張楊林.國內工業機器人市場及發展趨勢[J].大眾科技,2006

[4]金茂菩,曲忠萍,張桂華.國外工業機器人發展態勢分析[J].機器人技術與應用,2001

[5]杜志俊.工業機器人的應用及發展趨勢[J].機械工程師,2002

[6]顧震宇.全球工業機器人產業現狀與趨勢[J].機電一體化

第二篇：當代生命科學與生物技術發展的現狀和前景

當代生命科學與生物技術發展的現狀和前景

點擊次數：1533 發布時間：2009-8-2

當今世界，科學技術發展突飛猛進，新興學科、交叉學科不斷涌現，科技進步對經濟社會的影響作用日益廣泛和深刻。伴隨著信息科技革命方興未艾的浪潮，生命科學和生物技術的發展也正在展現出未可限量的前景。越來越多的人們已經預見到，一個生命科學的新紀元即將來臨，并將對科技發展、社會進步和經濟增長產生極其重要而深遠的影響。

黨的十六大指出，對于我國來說，二十一世紀頭二十年是一個必須緊緊抓住并可以大有作為的重要戰略機遇期，我們要集中力量，建設惠及十幾億人口的更高水平的小康社會。應當說，生命科學和生物技術及其產業的發展為我國提供了一次實現科技創新和社會生產力跨越發展的重大戰略機遇。

無論是科技界還是產業界，都基本認同這樣一個重要判斷：在新的世紀里，生命科學的新發現，生物技術的新突破，生物技術產業的新發展將極大地改變人類及其社會發展的進程。日益成熟的轉基因技術、克隆技術以及正在加速發展的基因組學技術和蛋白質組技術、生物信息技術、生物芯片技術、干細胞組織工程等關鍵技術，正在推動生物技術產業成為新世紀最重要的產業之一，深刻地改變人類的醫療衛生、農業、人口和食品狀況。盡管世界各國對高科技領域范圍的界定不完全相同，但幾乎無一例外地將生命科學和生物技術放在重要位置。特別是近二十年來，生命科學與生物技術獲得了飛速發展，為世界各國醫療業、制藥業、農業、環保業等行業開辟了廣闊發展前景。

作為“對全社會最為重要并可能改變未來工業和經濟格局的技術”，生命科學與生物技術日益受到世界各國的普遍關注和重視。進入新千年后，生物技術產業顯示出強勁發展勢頭，成為當今高技術產業發展最快的領域之一。2001年美國生物科技投資占到風險投資總額的11%，2002年美國在生物技術領域投入研究開發資金已高達157億美元。日本政府2002年已明確提出生物技術立國戰略，強調把“科研重點轉向生命科學和生物技術”，并計劃五年內將政府在生命科學和生物技術的研究預算增加一倍，達到8800億日元，力爭使日本生物技術達到世界領先水平。歐盟已成立生物技術委員會，繼在第四個研究開發框架計劃對生物技術研究大量投資后，又在第五個研究開發框架計劃中專門制定了“生命科學計劃”，進一步加強在這一領域的努力。在軟件領域成就斐然的印度，早在1995就提出“人類基因組——印度起點”研究計劃，明確提出通過發展生物產業實現經濟結構的多元化。這些都表明，世界上許多國家已把發展生命科學、生物技術及其產業作為贏得未來競爭的戰略選擇。目前，生命科學的研究熱點仍然集中在基因組學、蛋白質學等領域。繼2000年人類基因組計劃完成之后，水稻、瘧原蟲、蚊子和老鼠的全部DNA序列測定也在2002年完成，這

些研究成果都直接與糧食生產和人類健康有關。老鼠和河豚魚基因序列的測定，將可能為人類提供關于脊椎動物進化的重要線索。特別是科學家們已經把目光投入到功能基因組學（Functional Genomics）和蛋白質組學（Proteomics）這兩個極富挑戰性的領域，這將帶來更多與人類自身發展密切關聯的重大研究成果。

生物技術方面的進展則更為迅速，基因工程、細胞工程、酶與發酵工程、組織工程、蛋白質工程、抗體工程、干細胞研究、克隆技術、轉基因技術、納米生物技術、高通量篩選技術等等，將大大加快基因工程藥物和疫苗的研制，以及推進對重大疾病新療法的研究進程?？傮w來看，生物技術目前仍主要應用于醫藥和農業，但在食品、環保、化工、能源等行業也有廣闊的應用前景。據統計，全球生物藥品市場規模1997年為150億美元，2000年為300億美元，預計2003年將達到600億美元。在轉基因技術方面，盡管人們對基因改造生物的討論和疑慮仍然存在，但2002年全球轉基因作物的種植面積仍然比上年增加了600萬公頃，達5867萬公頃。據有關資料分析，轉基因食品市場的銷售額2010年將達到250億美元。隨著人類基因組圖譜的破譯，將有力地促進生物藥物的研究與開發。到2020年，利用生物技術研制的新藥可能將達到3000種左右。這將對提高人類的醫療水平和健康水平產生極為重要的影響。

值得強調的是，當代科學技術發展正在呈現出前所未有的技術融合趨勢。特別是生物技術與其他高技術的融合，形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光電、生物傳感器等高技術領域，產生了生物技術群。比如，生物芯片技術的開發和運用，將在生物學和醫學基礎研究、疾病診斷、新藥開發、食品、農業、環保等廣泛領域中開辟一條全新的道路，改變生命科學的研究方式，革新醫學診斷和治療。據GoldmanSachs最新技術報告顯示，美國的IBM、Sun、康柏和摩托羅拉等公司都已與生物技術公司達成了廣泛合作意向，內容涉及到DNA敏感基因芯片、通過計算機模擬藥效等各種技術領域。據有關專家估計，到2010年全球僅生物芯片的市場就將達到600億美元。科技發展的這一突出現象以及由此帶來的產業深層次變革，已經引起許多國家的高度關注。

當然，生命科學和生物技術的發展進程也并非一帆風順。目前在轉基因食品、克隆技術和基因診斷及治療等方面，存在涉及生物安全、生態環境和對人類傳統倫理、道理方面的爭論，并已引起了世界各國的普遍重視。然而，各國在加強生物安全性研究和加快生物安全立法的同時，并沒有停頓或放慢生物技術的研發和應用步伐，而且在國家層面上，從爭奪未來科技及產業制高點出發，都進一步加大研發投入，加強了生命科學研究和生物技術開發與應用的力度。歷史經驗告訴我們，新的生產力發展在社會思想和體制方面總是呼喚變革，尋求支持。通過加強科學研究，積極制定相應的法律法規和政策，可以實現生物技術及其產業的快速、健康發展

第三篇：中國沼氣發電技術發展現狀與前景展望

摘要：本文通過對中國沼氣利用現狀和沼氣發電工程市場前景的調查與分析，描述了沼氣發電技術發展現狀及其能源利用市場潛力，對影響沼氣發電商品化和市場化的社會經濟因素和主要障礙進行了分析評價，并提出了一些對策和措施。

關鍵詞：沼氣 工程 發電

1、引言

生物質能是來源于太陽能的一種可再生能源，具有資源豐富、含碳量低的特點，加之在其生長過程中吸收大氣中的C02，因而用新技術開發利用生物質能不僅有助于減輕溫室效應和生態良性循環，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成為解決能源與環境問題的重要途徑。

隨著對環境的日益重視，人們開始利用各種方式來減少工農業生產對環境的破壞。近十幾年來，在各級政府有關部門和企業的幫助協調下，用于處理畜禽糞便及各種生產、生活污水的大中型沼氣工程紛紛上馬，至1998年底，我國已建成大中型沼氣工程742處，年產沼氣量為16393.94萬立方米；垃圾填埋法產生沼氣是處理城市垃圾的主要方式之一，具有簡單易行和費用較低的特點，同時還可回收能源，正受到世界各國的普遍歡迎。目前，全世界共建成4817座垃圾填埋場，每年可回收沼氣51.42億立方米。

沼氣是一種具有較高熱值的可燃氣體，與其它燃氣相比，其抗爆性能較好，是一種很好的清潔燃料，傳統上大多利用沼氣進行取暖、炊事和照明，隨著沼氣產量的不斷增加，如何更高效地利用沼氣，成為擺在我們面前的一項課題。

2、沼氣發電技術進展狀況

沼氣燃燒發電是隨著沼氣綜合利用的不斷發展而出現的一項沼氣利用技術，它將沼氣用于發動機上，并裝有綜合發電裝置，以產生電能和熱能，是有效利用沼氣的一種重要方式。目前用于沼氣發電的設備主要有內燃機和汽輪機。

國外用于沼氣發電的內燃機主要使用Otto發動機和Diesel發動機，其單位重量的功率約為27 kW／T。汽輪機中燃氣發動機和蒸汽發動機均有使用，燃氣發動機的優點是單位重量的功率大，一般為70～140kW／T；蒸汽發動機一般為10kW／T。國外沼氣發電機組主要用于垃圾填埋場的沼氣處理工藝中。目前，美國在沼氣發電領域有許多成熟的技術和工程，處于世界領先水平?，F有61個填埋場使用內燃機發電，加上使用汽輪機發電的裝機，總容量已達340兆瓦；歐洲用于沼氣發電的內燃機，較大的單機容量在0.4～2兆瓦，填埋沼氣的發電效率約為1.68～2kWh／m3。

我國開展沼氣發電領域的研究始于八十年代初，1998年全國沼氣發電量為1,055，160kWh。在此期間，先后有一些科研機構進行過沼氣發動機的改裝和提高熱效率方面的研究工作。我國的沼氣發動機主要為兩類，即雙燃料式和全燒式。目前，對“沼氣一柴油”雙燃料發動機的研究開發工作較多。如：中國農機研究院與四川綿陽新華內燃機廠共同研制開發的S195—1型雙燃料發動機：上海新中動力機廠研制的20／27G雙燃料機等。成都科技大學等單位還對雙燃料機的調速、供氣系統以及提高熱效率等方面進行過研究。濰坊柴油機廠研制出功率為120 kW的6160A一3型全燒式沼氣發動機，貴州柴油機廠和四川農業機械研究所共同開發出60 kW的6135AD(Q)型全燒沼氣發動機發電機組；此外，還有重慶、上海、南通等一些機構進行過這方面的研究、研制工作?？梢哉f，目前我國在沼氣發電方面的研究工作主要集中在內燃機系列上。表1是我國部分12kW以下沼氣發電機組的測試性能比較。

3、沼氣發電前景廣闊

沼氣發電工程本身是提供清潔能源，解決環境問題的工程，它的運行不僅解決沼氣工程中的一些主要環境問題，而且由于其產生大量電能和熱能，又為沼氣的綜合利用找到了廣泛的應用前景：

1)有助于減少溫室氣體的排放

通過沼氣發電工程可以減少CH4的排放，每減少1屯CH4的排放，相當于減少25噸C02的排放，對緩和溫室效應有利。

2)有利于變廢為寶，提高沼氣工程的綜合效益

我們以沼電在酒廠中的的綜合效益為例：四川榮縣進行了120 kW沼氣發電的生產和示范。用酒糟廢水經厭氧消化產生沼氣，發電效率為1.69 kWh／m3，當年成本為0.0465元／kWh。沼電能夠基本滿足該廠的生產用電：山東昌樂酒廠安裝2臺120 kW的沼氣發電機組，170m3酒糟日產沼氣4800m3，發電8640kwh，全年能源節約開支29萬元，工程運行一年即收回全部成本。

杭州天子嶺填埋場發電工程在運行過程中，在平均電價為0.438元／kWh的條件下，投 資回報率可達14.8%。

3)可減少對周圍環境的污染。

由于綜合利用手段單一，很多沼氣工程產生的沼氣大量排入大氣中，不僅嚴重污染周圍的環境，也對工作人員的安全和健康產生了極大的威脅，沼氣發電則為沼氣找到了一條合理利用的途徑。

4)小沼電為農村地區能源利用開辟新途徑

我國農村偏遠地區還有許多地方嚴重缺電，如牧區、海島、偏僻山區等高壓輸電較為困難，而這些地區卻有著豐富的生物質原料。因地制宜地發展小沼電，猶如建造微型“坑口電站”，可取長補短就地供電。

表1 12kW以下沼氣發電機組測試表

研制單位產品型號功率（KW）甲烷含量（%）比氣耗(m3／kWh)節油率（%）熱效率（%）

四川省農機所0.8GFZ1.357730.868100 23.45

四川省農機所19512.9789.40.37100 30.7

泰安電機廠12GFS3212.8578.450.49281 31.99

泰安電機廠10GFsl311.1886.50.24862 37.89

南充農機所19513.5370.90.32281.38.8

武進柴油機廠195-Z13.5271.20.40100 35.39

上海內燃機所5GFZ5.6272.350.687100 26.78

重慶電機廠1.2kW1.5277.050.76100 294、沼氣發電商業化發展的主要障礙

80年代是我國沼氣發電研究的起始階段，也是較為活躍的時期。但近十年的發展比較 緩慢。主要存在以下障礙：

4.1技術障礙

我國沼氣發動機的開發研究主要集中在內燃機系列上，一般只是對柴油機和汽油機進行較淺層次的改裝，對發動機的熱工性能研究不深，由于產品質量不過關，在運行使用中出現諸多問題，給用戶帶來不便，從而影響其發展進程。導致這種情況的根本原因是沒有對沼氣發動機進行深入的研究，技術不過關，缺乏足夠的生產實踐。致使發動機在運行中產生熱負荷高、可靠性差、起動困難；另外我國研制的全燒沼氣發動機的排氣溫度過高，氣閥易燒壞，使氣缸蓋等成為易損件等諸多技術問題。

4.2市場障礙

由于我國沼氣發動機存在許多問題，先前應用國產發電機組的沼氣發電工程有許多長 期處于停機狀態。這就使后來發展的絕大多數沼氣工程放棄了沼氣發電方式，轉而尋求其他的利用途徑。少數沼氣發電工程(如天津、杭州等)依靠貸款引進購買較為成熟的國外發電機組設備來維持運行。我國生產廠家則由于技術不夠成熟而造成買方市場的嚴重匱乏，沼氣發動機和發電機組無法形成規?；可a，使科研生產單位缺乏相關的研究經費，沒有對其作深入研究開發的積極性，不能提供質量過關的產品，進一步阻礙產品的市場化進程，對生產科研單位自身以及沼氣發電領域的發展都不利。

此外，沼氣發電市場不規范，沒有相應的較為完善的行業標準，也不利于其商業化開發和利用。

4.3政策障礙

缺乏相應的激勵政策和限制性政策，不能有效地動員和吸收投資，成為影響其技術發展的一個重要原因。

由于目前沼氣發電工程在技術和市場化方面面臨許多問題，這就需要國家在這個領域給予政策方面的扶持。如果國家給予在稅收、貸款方面的優惠政策、投資補貼和產業保護措施，以及電力部門在沼氣電力并網方面給予支持和幫助，制定優惠的上網電價，將大大改善沼氣發電的經濟性和市場前景，對其進入市場具有很積極的作用。

5、促進沼氣發電商業化發展的建議

從以上沼氣發電商業化所面臨的主要障礙來看，如果要克服其障礙，達到促進沼氣發電技術商業化發展的目的，還需要采取一些措施和行動。

5.1制定發展規劃

對我國沼氣利用現狀和市場前景進行成分調查，描述沼氣發電能源利用市場，確定本項目建設發展領域，并評價發展沼氣發電商品化和市場化的社會經濟因素，分析沼氣發電的技術開發和市場潛力，制定相關工藝開發利用的規劃，明確開發的目標。

5.2加強技術保障體系的建設

引進吸收國外先進技術和經驗，加強技術支持和保障體系的建設、扶持和培養，制定國家級的沼氣發電工程技術規范和標準，逐步建立和完善可持續的、市場化的推廣沼氣發電綜合性服務網絡。

5.3引入競爭機制，創新投資體系

針對目前我國沼氣發電技術發展資金匱乏的現狀，認真總結分析我國外現行的資金籌措和運行管理經驗，學習國外技術成熟的商業化運營沼氣發電工程先進優惠政策以及市場化融資體系建設模式。轉變觀念，鼓勵和動員更多的公司和企業投入到沼氣發電技術的競爭行列。

5.4研究制定國家級的配套政策

進一步加強同環保部門、工業企業、科研院所和金融機構的合作與協調，研究制定激勵性政策，地方性和全國性相結合的政策。同時應對沼氣發電技術的產業化、商業化研究制定配套政策。

參考文獻：

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[3]中國農業部／美國能源部項目專家組。中國生物質能技術商業化策略設計．北京：中國環境科學出版社，1999。

[4]中國農業部／美國能源部<

第四篇：3D打印技術發展及其應用前景

3D打印技術發展及其應用前景

課程名稱：3D打印技術

班級： 姓名：

學號: 時間：2016年10月7日

一、3D打印技術興起

3D打印產業是工業制造領域新發展起來的技術，被譽為“具有業革命意義的制造技術”。運用3D打印技術的主要生產流程是先用計算機軟件設計出一個立體的加工樣式，再通過3D打印機用特制的固體材料進行打印。廣泛應用于工業制造、文化創意及數碼娛樂、航空航天、生物醫療、消費品、建筑工程、教育和個性化定制等領域。由此可見3D打印技術需要依托信息技術、精密儀器和科學材料等多個領域的技術，作為一項新興的多科學交叉的技術，必須在這些相關的領域投入相應的研發力量才能真正掌握其整個的核心技術。

二、簡介3D打印機

3D打印機英文 “3D Printers”，3D打印機這個名稱是近年該產品來針對民用市場而出現的一個新詞。其實在專業領域 他有另一個名稱快速成形技術?？焖俪尚渭夹g又稱快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，簡稱RPM)技術，誕生于20世紀80年代后期，是基于材料堆積法的一種高新制造技術，被認為是近年來制造領域的一個重大成果。它集機械工程、CAD、逆向工程技 術、分層制造技術、數控技術、材料科學、激光技術于一身，可以自動、直接、快速、精確地將設計思想轉變為具有一定功能的原型或直接制造零件，從而為零件原型制作、新設計思想的校驗等方面提供了一種高效低成本的實現手段。即，快速成形技術就是利用三維CAD的數據，通過快速成型機，將一層層的材料堆積成實體原型。

三、3D打印技術原理

說到它的原理，其實也并不不復雜，其運作原理和傳統打印機工作原理基本相同。傳統打印機是只要輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像，而打印機 首先將物品轉化為一組3D數據，然后打印機開始逐層分切，針對分切的每一層構建，按層次打印。

例如我們制作一個塑料材質的蘋果，首先我們需要在電腦上使用3D軟件制作出一個蘋果的3D模型文件，然后把它轉換成3D打印機支持的文件格式。接下來需要給3D打印機放入塑料耗材，現在3D打印機就可以制作了。這個過程是不是像我們的平面打印機的操作呀！好下面說重點。打印系統在制作的時候會從這個蘋果3D模型底部開始切成很多片（多少片呢？這個要根據打印機的技術指標它所支持的“層厚”來決定。）也就是我們上面說的截面圖。最先開始制作的是蘋果模。

四、幾種主要的3D打印機技術

（一）SLA技術3D打印機

SLA是最早實用化的快速成形技術。SLA 是“Stereo lithography Appearance”的縮寫，即立體光固化成型法。用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點到線，由線到面順序凝固，完成一個層面的繪圖作業，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面。這樣層層疊加構成一個三維實體。

SLA技術主要用于制造多種模具、模型等；還可以在原料中通過加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密鑄造中的蠟模。SLA技術成形速度較快，精度較高，但由于樹脂固化過程中產生收縮，不可避免地會產生應力或引起形變。因此開發收縮小、固化快、強度高的光敏材料是其發展趨勢。

（二）SLS技術3D打印機

SLS(Selective Laser Sintering)選擇性激光燒結（以下簡稱 SLS）技術。最初是由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的 Carlckard于1989年在其碩士論文中提出的。后美國DTM公司1992年推出了該工藝的商業化生產設備Sinter Sation。選擇性激光燒結是采用激光有選擇地分層燒結固體粉末，并使燒結成型的固化層層層疊加生成所需形狀的零件。其整個工藝過程包括CAD模型的建立及數據處理、鋪粉、燒結以及后處理等。

與其它3D打印機技術相比，SLS最突出的優點在于它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說，任何加熱后能夠形成原子間粘結的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。目前，可成功進行SLS成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復合粉末材料。由于SLS成型材料品種多、用料節省、成型件性能分布廣泛、適合多種用途以及SLS無需設計和制造復 雜的支撐系統，所以SLS的應用越來越廣泛。

（三）LOM技術3D打印機

分層實體制造法（LOM———Laminated Object Manufacturing），LOM又稱層疊法成形，它以片材（如紙片、塑料、薄膜或復合材料）為原材料。激光切割系統按照計算機提取的橫截面輪廓線數據，將背面涂有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內外輪廓。切割完一層后，送料機構將新的一層紙疊加上去，利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起，然后再進行切割，這樣一層層地切割、粘合，最終成為三維工件。

該技術的特點是工作可靠，模型支撐性好，成本低，效率高，缺點是前、后處理費時費力，且不能制造中空結構件。

（四）FDM技術3D打印機

熔積成型（FDM—Fused Deposition Modeling）法,該方法使用絲狀材料（石蠟、金屬、塑料、低熔點合金絲）為原料,利用電加熱方式將絲材加熱至略高于熔化溫度（約比熔點高1℃）,在計算機的控制下,噴頭作x-y平面運動，將熔融的材料涂覆在工作臺上，冷卻后形成工件的一層截面，一層成形后，噴頭上移一層高度，進行下一層涂覆，這樣逐層堆積形成三維工件。該技術污染小。

五、3D打印技術優點

（一）制造快速

3D打印機技術是并行工程中進行復雜原型或者零件制造的有效手段,能使

產品設計和模具生產同步進行,從而提高企業研發效率，縮短產品設計周期，極0大的降低了新品開發的成本及風險，對于外形尺寸較小,異形的產品尤其適用。

（二）CAD/CAM技術的集成

設計制造一體化一直來說是現在的一個難點,計算機輔助工藝（CAPP）在現階段由于還無法與CAD、CAM完全的無縫對接，這也是制約制造業信息化一直以來的難點之一,而快速成型技術集成CAD、CAM、激光技術、數控技術、化工、材料工程等多項技術,使得設計制造一體化的概念完美實現。

（三）完全再現三維效果

經過快速成型制造完成的零部件，完全真實的再現三維造型，無論外表面的異形曲面還是內腔的異形孔，都可以真實準確的完成造型，基本上不再需要再借助外部設備進行修復。

（四）材料種類繁多

到目前為止，各類3D打印機設備上所使用的材料種類有很多，樹脂、尼龍、塑料、石蠟、紙以及金屬或陶瓷的粉末，基本上滿足了絕大多數產品對材料的機械性能需求。

（五）創造顯著的經濟效益

與傳統機械加工方式比較，開發成本上節約10倍以上，同樣，快速成型技術縮短了企業的產品開發周期，使的在新品開 發過程中出現反復修改設計方案的問題大大減少，也基本上消除了修改模具的問題，創造的經濟效益是顯而易見的。

六、3D打印技術未來發展的主要趨勢

3D快速成形技術除了與其他RP技術一樣,可以用于產品的概念原型與功能原型件制造外,3D快速成形技術還因其獨特的成形特點,使其在生物醫學工程、制藥工程和微型機電制造等領域有著廣闊的應用前景。隨著智能制造的進一步發展成熟，新的信息技術、控制技術、材料技術等不斷被廣泛應用到制造領域，3D打印技術也將被推向更高的層面。未來，3D打印技術的發展將體現出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趨勢。

提升3D打印的速度、效率和精度，開拓并行打印、連續打印、大件打印、多材料打印的工藝方法，提高成品的表面質量、力學和物理性能，以實現直接面向產品的制造；開發更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質材料及復合材料等，特別是金屬材料直接成型技術有可能成為今后研究與應用的又一個熱點；3D打印機的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作更簡便，更加適應分布化生產、設計與制造一體化的需求以及家庭日常應用的需求；軟件集成化，實現CAD/CAPP/RP的一體化，使設計軟件和生產控制軟 件能夠無縫對接，實現設計者直接聯網控制的遠程在線制造；拓展3D打印技術在生物醫學、建筑、車輛、服裝等更多行業領域的創造性應用。

【參考文獻】：

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第五篇：高職院校工業機器人專業前景

高職院校機器人專業迎黃金期人才需求將井噴 2015-09-23 11:21 來源：新浪教育 我有話說

2015-09-23 11:21:26來源：新浪教育作者：責任編輯：王宏澤

工業機器人時代，我國職業院校該如何應對？

本文內容源自媒體對2015全國職業技能大賽工業機器人技術應用賽項總設計師黃麟的采訪。

日前，中國機器人產業聯盟在2015中國重慶國際機器人及智能制造裝備博覽會上宣布：我國已連續兩年成為全球機器人最大消費國，作為“中國制造2025”十大支柱產業之一，機器人產業迎來黃金發展期。對應的機器人相關專業人才，尤其是技術技能型人才需求也將出現井噴。

據統計，自2011年常州機電職業技術學院在全國首開工業機器人應用專業后，各地職業院校緊隨其后。截至2014年底，全國已有120余家職業院校開設機器人相關專業。對于這樣一個發展才幾年的新專業，高職院校的機器人專業該如何建設、發展，以更好地對接和服務產業？

為此，2015年全國職業技能大賽工業機器人技術應用賽項總設計師、無錫職業技術學院控制技術學院院長黃麟，詳細介紹了我國職業院校機器人應用專業的發展情況和廣闊前景。

我國將全面進入“機器人”時代

數據顯示，2014年中國市場銷售的機器人達到5.7萬臺，占全球銷量四分之一，成為全球機器人銷量第一大國。2015年中國機器人銷量繼續蟬聯第一寶座。但縱觀全球，ABB、發那科、安川、庫卡是工業機器人行業中的“四大家族”，占據重要的市場和技術優勢。

而同時，隨著中國制造2025計劃的提出，“機器人代替人”的工業需求也越來強烈。與世界上其他國家橫向比較，我國目前平均一萬名工人中的工業機器人使用量約為55個，而日本、韓國的這一比例為3%，美國為2%?？梢姡覈墓I機器人蘊藏著巨大的發展機遇和市場前景。

黃麟表示，不管是客觀的工業轉型需求，還是當下的銷售總量數據，主動張開雙臂“擁抱”機器人時代，已經成為我國經濟發展的必然選擇。他認為，一方面，要加緊機器人核心技術和應用的研發，掌握機器人行業的話語權和主動權；另一方面，要推動應用，讓機器人真正能幫助到人們的生產、生活之中。

職業院校定位機器人集成應用

7月1日至4日，2015年全國職業技能大賽在天津舉行。該大賽最大亮點是工業機器人技術應用賽項第一次被列入比賽項目。

“機器人在技能大賽以及其他各類展示場合亮相的頻率并不低，但僅停留于展示、表演，比如機器人跳舞、機器人做家務等。但作為工業機器人運用到生產流水線，這絕對是第一次。”黃麟直言，這對于職業教育機器人技術應用專業建設和發展，具有重要的導向和引領作用。

黃麟表示，工業機器人技術包括核心部件機器層、核心應用算法層、工業生產的通訊層和表演展示的示教層。前兩個層次需要很高的理論知識，應該由研究性大學來培養相應人才，而示教層的發展有限。作為職業教育，我們選擇通訊層，即工業機器人的數據融合和集成應用方向，即培養學生的機器人安裝調試、編程組合應用的能力。

為什么這么選擇這個方向與定位？黃麟表示，我們也是經過多年摸索、嘗試而得出的方向，與企業深入合作共同研發AGV機器人，不斷提高運動精準度，讓流水線的機器人換人成為可能；2011年學院啟動的智能工廠項目，又讓工業機器人找準了與物聯網結合的數據融合發展之路。

黃麟進一步闡述到，簡單說來就是以智能制造為切入點，通過“互聯網+”，把多種機器人結合到一條生產流水線中去。這樣，既可實現機器人代替人，同時互聯網技術又能實時采集生產過程中的數據，便于監管、分析和后期優化工藝等，對我國的工業生產具有重要的價值和意義。

解決問題是專業建設的中心

按照該賽項的要求，參賽者需要在9小時內完成對碼垛機器人、AGV自助運料機器人、六關節機器人的安裝調試和電腦編程，使這三種機器人實現特定工件的搬運、識別和分類包裝等功能。“對應到實際的生產中，就是特定工件的搬運、識別和篩選包裝，再整合、豐富功能，就可代替一條完整的生產流水線?！?/p>

黃麟表示，目前，國內并沒有系統公認的工業機器人課程體系、教材和實訓設備等教學資源。因此，工業機器人相關專業當下都處在探索的階段，教什么、怎么教、甚至實訓平臺怎么開發，都沒有固定的模式可以借鑒。但有一條，這一切都得以學生能有效解決生產中的實際問題為最終目的。

2013年，無錫職業技術學院在機電一體化專業中增設工業機器人技術應用方向，2014年這一專業正式獨立開設?！拔覀冏灾髟O計了一整套從課程體系建設、教材編寫到實訓平臺搭建的人才培養方案，跟該賽項的設計思路是一樣的，就是‘數據融合、集成應用’八個字。

目前，無錫職業技術學院的機器人專業課程主要有工業機器人概論、工業機器人的機械結構、機器人運動控制技術、視覺傳感技術等，教材全部是校企合作開發的校本教材。對應到實訓，學院搭建起了運動機器人、軌跡再現機器人、基于視覺的并聯機器人和工業機器人綜合應用四大實訓載體，能夠實現工業機器人的搬運、識別和分類包裝等基本功能。(無錫職業技術學院陳敏)