水性漆在工业涂装上的研究和应用总结

第一篇：水性漆在工业涂装上的研究和应用总结

目录

水性漆在工业涂装上的研究和应用...............................................................................................1 1 引言.......................................................................................................................................1 2 法规依据...............................................................................................................................1 水性漆的大致分类和特点...................................................................................................1 4 水性漆应用的特点和注意事项...........................................................................................2 5 水性漆的市场应用分析.......................................................................................................3 6 结语.......................................................................................................................................4

水性漆在工业涂装上的研究和应用 引言

防腐蚀涂层是防止基材腐蚀的主要方法之一，目前各防腐蚀涂层多采用溶剂型防腐涂料，该涂料最大的缺点是含有大量的溶剂，污染环境、易燃，对人体和人类 的生存环境造成危害。另外油漆中的溶剂大部分来自石油和煤炭，这些资源均为不可再生资源，人类过度开发终将造成资源的匮乏。这些资源的浪费和污染环境与世 界低碳经济的发展要求相背。从国内外涂料的发展趋势，以及技术进步的可能性分析开发环保的防腐漆是涂料业发展不可逆转的趋势。本文详述了环保型的水性涂料 分类以及在工业涂装领域的应用研究。法规依据

1986 年德国制定了《大气净化技术纲要TA-LUFT》。1988年日本制定了《碳化氢排出抑制指导方针》。1990美国通过的CAAA《清洁空气法修正案》要 求采取严格措施。1992年UNEP国际议定书通过《大气污染的防治VOC消减计划》。1994年欧洲提出了《限制汽车涂装过程中排放物溶剂控制指令》。2005年美国启用更为严格的VOC法规，工业维护涂料的VOC含量限制在350g/L，其中底漆和中涂的VOC含量限制在250g/L。我国政府也越来 越重视涂料中VOC的问题，国家质检总局2001年12月10日发布了《10项室内装饰装修材料中要害物质限量的强制性标准》。2005年国家环境保护总 局颁布了HJ/T201―2005《环境标志产品技术要求―水性涂料》明确规定了水性工业漆产品的VOC含量小于250g/L。2010年6月1日发布的 强制性国家标准GB24409-2009《汽车涂料中有害物质限量》对汽车涂料中VOC含量进行了限制。水性漆的大致分类和特点

按成膜树脂分目前较成熟的水性漆可分为单组份水性丙烯酸类、水性醇酸类、水性环氧酯类、水性氨基类、双组份水性环氧类、和双组份水性聚氨酯类等。

1）水性丙烯酸类是水性漆中使用量最大应用面最广的一类水性漆。该类产品以水性丙烯酸树脂（乳液）为成膜基料，附以其他成分可以制备出非常丰富的水性丙烯酸涂 料。由于水性丙烯酸树脂（乳液）采用不同的软硬单体，制备出不同硬度甚至弹性的乳液；采用特殊的功能单体，可以制备在多种底材上具有优异附着力或优异耐腐 蚀性的乳液，等等。因而可以制成不同性能要求的水性漆。如侧重于耐腐蚀性的水性防锈型丙烯酸漆，侧重于耐光老化和高装饰性的水性丙烯酸面漆。水性丙烯酸类 涂料具有助溶剂含量少、漆膜干燥速度快、施工效率高、色彩丰富、漆膜丰满等诸多优点。但也存在一些不足之处，比如环境温度和湿度的变化对漆膜干燥和性能影 响较大，对底材处理要求比较严格，轻微的底材锈蚀或杂质即可能造成大面积的闪锈发生。

2）传统的醇酸树脂漆在油漆的使用中占有相当大的比例，将醇酸树脂水性化，在技术上可行，从可持续发展角度也非常必要，因为生产水性醇酸树脂所需的原材料基本 不依赖于石油产品。水性醇酸树脂干燥速度较慢，同时其涂膜早期硬度、耐水性和耐溶剂性也较差，另外，由于水性醇酸树脂在油类选择和油度确定上还没有像溶剂 型醇酸树脂那么丰富，因此，高装饰性、高丰满度、色彩艳丽的水性醇酸漆，还有待深入开发。为进一步提高水溶性醇酸树脂的性能，需要对其进行各种改性。常用 的改性方法有有机硅改性和丙烯酸改性。通过改性后可以获得良好的保色性、保光性、耐候性、耐久性、耐腐蚀性、快干性及高硬度等，克服了常规水性醇酸树脂涂 料贮存稳定性差，干燥速度慢，早期硬度、耐水性和耐溶剂性较差等弊病。

3）水性烘干漆通常以含羟基的水性聚酯树脂或水性丙烯酸树脂与水性氨基树脂或水性封闭型多异氰酸酯为交联剂在高温下反应固化成膜的一类涂料。该类涂料具有附着 力好、耐水性、硬度高、韧性好、光泽高、外观效果好、生产效率高等诸多优点，是汽车工业或流水涂装作业的理想水性漆产品。但是为了满足烘干涂装效果，水性 烘干漆中还是要加入一定量的助溶剂，会对VOC的控制有影响。

4）水性环氧涂料以水性环氧乳液、防锈颜料、功能填料、水性助剂配以水性环氧固化剂组成。水性环氧树脂以相反转乳化法制备的水性环氧乳液在稳定性和耐腐蚀性方 面较佳，分子中含有极性的羟基、醚键等，对多种底材形成较强的吸引力。而且环氧树脂分子中没有不饱和键，漆膜固化时收缩力小，仅为2%左右，分子中的醚键 使分子链柔软便于旋转，可以消除冷热变化造成的内应力，这样可以保证整个配套漆膜在受到外界环境破坏时，整个漆膜的良好配套性。

5）双组份水性聚氨酯涂料一般使用含大量羟基的水分散型多元醇制漆，配以脂肪族异氰酸酯固化剂固化成膜，因树脂中酯键和脲键的存在，漆膜的柔韧性、机械强度、耐磨性等十分优异。高聚物分子之间可形成非环和环形氢键，在外力作用下，氢键可分离而吸收外来的能量。当外力去除后可重新形成氢键，如此的氢键裂开又形成 的可重复性使漆膜具有高度的可修复性和耐光老化性。水性漆应用的特点和注意事项

我们在生产、使用等各个环节应该正确把握水性漆的特点，发挥其长处避免其缺点，无论在生产还是使用，水性漆除了环保，还有易清洁、现场环境好清理、火灾隐患低等优点。最大的问题是如何保证良好的施工质量和漆膜性能。

由于水的特性较有机溶剂有较大的差别，熟知这些差异非常重要。水的表面张力比有机溶剂大的多，但是可以通过加入助剂的方法降低表面张力，对底材润湿、表面流平方面略逊于溶剂性油漆，但应用基本影响不大。

水的汽化温度高，会导致涂料喷涂时不易挥发、雾化时不易蒸发、蒸发时受环境湿度影响大。溶剂的挥发受温度影响大，但可以采用不同沸点的溶剂进行调整；水的蒸发受湿度影响大，只能通过环境湿度调整。

大多数水性漆为非牛顿流体，在施工粘度上有别于溶剂性油漆，可以通过试验确定在原漆中的加水比例，因为加水量和粘度变化并非呈线性关系。

水性漆的应用需特别控制气泡的产生。水性涂料采用与溶剂型涂料相同的烘烤工艺，易导致漆膜中水分的残留从容产生气泡，因此在水性涂料中导入预热工艺，从而防止烘烤时出现气泡、控制因体积收缩造成的流挂以及表面流平。水性漆的市场应用分析

水性漆的研究方向和应用领域主要集中在四个大的领域：钢结构行业、汽车零部件和机械设备、汽车涂装、轨道交通涂装等。

钢 结构行业用水性漆品种以水性丙烯酸、水性醇酸、水性环氧酯、水性无机富锌、水性环氧类为主，其中水性丙烯酸、水性醇酸、水性环氧酯以防锈为主，水性无机富 锌、水性环氧漆可以达到中度耐腐蚀的要求，从产品性能和应用结果来看，总体效果不错，性能有保障。但是也暴露出一些问题，由于施工环境差、温湿度难控制、室外作业和底材处理不到位等原因，漆膜易出现闪锈、开裂、干燥慢、防锈性变差等问题。

基 于环保、降低工人危害、降低火灾隐患的要求，汽车零部件（车桥、传动轴等）、机械设备等的涂装越来越多的由溶剂型油漆更换成水性漆。应用的品种以水性丙烯 酸漆、水性醇酸漆、水性环氧酯漆为主，根据不同的施工条件选用不同的产品。该类漆可以满足汽车零部件对油漆性能的要求，某些产品的性能甚至超过了溶剂型同 类产品。但同样在施工环境方面需要改进，以适应水性漆的特点。

汽 车是油漆涂料行业的用漆大户，用量仅次于建筑涂料，汽车漆也是性能要求最高，涂装技术要求最高的品种。水性汽车漆的应用时间较短，经过了十多年的发展，其 涂膜性能与溶剂型涂料相比不相上下，但受设备投资大、作业环境要求严格等制约，推广和普及还需时日。目前比较成熟的水性汽车漆配套体系为阴极电泳漆+水性 中涂漆+水性底色漆，罩光清漆还采用溶剂型产品。其中水性中涂漆为水性聚酯氨基类产品，水性底色漆以水性丙烯酸氨基类产品为主。

轨 道交通车辆用涂料的发展也趋于水性化，欧美发达国家已经逐步将水性漆在轨道车辆上开始应用，阿尔斯通公司、西门子公司、庞巴迪公司都有水性漆项目在应用。国内尚处于起步阶段。轨道车辆用水性漆基本采用自干或低温烘干双组份体系，涂层结构为水性环氧底漆+水性聚氨酯中涂+水性丙烯酸聚氨酯面漆。水性环氧底漆 具有附着力好、耐腐蚀性优、配套性好的特点；水性聚氨酯中涂具有封闭腻子层缺陷、提高被涂物表面平整度、易打磨的优点，同时与底、面层的配套性良好；水性 丙烯酸聚氨酯面漆具有耐老化、光泽高、耐污染的特点，兼具保护性和装饰性于一体。结语

我 国涂料行业的发展正处于重要的战略机遇期，在政策导向和环保法规的要求下，大力发展和应用环境友好型的水性涂料对中国涂料企业和应用企业责无旁贷，为改善 我们的生存环境做出努力，发展的同时创造的是绿色GDP。从技术角度讲我们与国外涂料巨头在这一领域的差距并不大，我们也应该以此为契机体现民族工业的创 造力和创新能力。对于水性漆的使用者也应该加大设备改造的投入力度，改善施工环境，为水性漆的良好应用创造条件。

第二篇：工业控制与PLC应用总结

工业控制与PLC应用总结

经过一段时间的学习、使用，对可编程逻辑控制器（PLC）在工业领域中的应用有了比较深刻的理解，PLC为我们实现某种流程或过程的自动化搭建了一种控制系统硬件平台，其实际上与传统的DCS系统已经没有严格的区分，是工控领域中最基本、最常用的控制设备，也是我们最应该会使用的一种控制器。

从本质上讲，PLC仅仅是实现控制目的的一种工具，一种具有特殊功能和特点的工具，工具本身的使用方法很简单，大部分功能通过“傻瓜式”的组态设置而实现，重要的是在使用此工具完成某种任务的过程中所体现的思想和技巧。我认为实现一台机器自动化的过程，就是赋予此机器“灵魂”的过程，而PLC是我们赋予机器灵魂的工具，“灵魂”即是在实现工艺要求的控制程序中所体现的编程者的思想，显然，相比而言重点是“灵魂”而不是工具。

下面是我在编写程序和调试过程中的一些体会和思考，供大家参考。

一、理解工艺

实现工艺要求是控制的核心目的，因此工艺的要求即是我们编写程序的根本依据和衡量程序质量的最终标准，对工艺特点理解的深浅程度也就决定了编写程序框架的完善程度。需要强调的是，要站在控制的角度去分析工艺，要精确到每一个输入输出控制点，每一个设备的执行动作及对其他设备或动作的影响，而不是仅仅停留在宏观的、整体的流程，因为控制人员得到的几乎所有工艺流程资料都是工艺人员要求的最佳运行状况，也是所要实现的控制目的，它仅仅是一个目标状态，而要实现这种目标运行状态还需要考虑大量的非理想情况，这就需要思考在工艺流程中，哪些地方、环节会出现哪些异常情况，这些信息对于控制人员而言，算是工艺要求中的隐含信息，需要去分析寻找，分析的越细越好，总之，没有最细只有更细。

因此，理解工艺的重点就是去思考那些可能的异常情况，它与确定的工艺要求有着直接的关系，这种对工艺的认识思想是必要的。比较重要的思考方向大体有以下几点：

1、根据整体工艺和设备特点，需要将整体流程细分为哪些子工序。

2、子工序之间是否存在接口不统一的问题。

3、整个工艺中的控制难点是什么。

4、哪些设备或动作之间存在着严格的互锁，或者说是哪些动作必须考虑安全因素。

5、生产如何连续进行，需要整体考虑循环运行的状况。

以上内容仅仅列出了一部分，不容否认，对工艺特点和各种状况的思考深浅程度是和经验有关系的，应该在学习中逐渐积累经验并培养这种思考习惯。

二、顺序控制法编程

顺序控制法是相对于经验控制法而言的，使用顺序控制法编写梯形图程序的优点是逻辑缜密、思路清晰、可读性好，同时便于维护和差错修改，这种特点在工程中是非常重要的，尤其对于逻辑复杂的大型项目，没有顺序控制思想，很难实现编写高质量的程序。

其实顺序控制的原理很简单，很容易理解，即当前步有效的条件是上一步有效且满足当前步有效的其他条件，当前步无效的条件是下一步变为活动步，并且要求在程序中的某一顺序逻辑段中只有一个活动步，且步有效与否不直接对应输出，只体现工艺要求的具体执行逻辑。这种用步来体现程序执行过程的方式的特点就是逻辑非常清晰。然而需要指出的是，只分析两步之间的顺序控制并不能完整体现顺序控制法的好处，最好便是在一个控制逻辑复杂一些的大程序中去体会这种编写方法的优点。我认为顺序控制法是一种思想，其表现形式也没有像书上所表述的那么严格，非得下一步有效即关闭上一步，或者只有一个活动步，主要还是看程序的具体内容，步是一种概念，并不一定就是指一行梯形图程序，它们之间可以理解为是本质和表现形式的关系，只要在程序中思路清晰，可以多行程序表示为一步；相反，对步的认识不全面，反而会限制编写程序的灵活性。

在阅读或调试程序中去理解顺序控制法的思想会更加深刻，否则很难体会到其优点，也很难变为自己的编程习惯，容易出现这种现象：谈及顺序控制方法很简单，但是编写梯形图程序却又体现不出这种思想。所以只看资料无助于养成使用顺序控制法的编程习惯，应该多实践和经验交流。

另外，关于程序的组织方式并不固定，有很多不同的模式，实验室以往做过的工控项目主要使用了西门子系列PLC的S7-300，并形成了统一的编程方法和模式，主要思想是：输入输出点统一映射到PLC内部存储器中，所有的输出信号以“起保停”的方式在单独的功能块中统一处理，这样也便于应用顺序控制法编写程序；在控制功能实现方式上，将整体工艺细分为不同的子工艺，即可以在手动模式下单独执行，也可以由另一程序在自动运行模式下按照某种逻辑调用。有些专业公司的编程模式会不同，也是由其编程人员在实践中总结形成的，但是，目前实验室的这种模式是相对很成熟和规范的，我们应该继续发展和完善，程序组成如图1所示，具体情况可了解实际工程案例。

输入映射自动/手动程序其他OB检修程序OB1/主程序系统功能块子程序1子程序n数据块输出程序输出映射 图1 程序一般组成内容

三、程序编写

当其他工作已经准备就绪，开始着手编程，编程期间的主要工作就是完成控制流程图绘制，写流程图的本质就是写程序，其好处就是在一段时间内集中思考如何实现工艺流程的控制要求，并以文本形式记录下来，这样便于保持在思考如何实现控制要求时的思维连续性和缜密性，同时也生成了一份控制程序详细文档，为程序的后续修改、维护提供了直接技术资料，完整的流程图应该体现控制所需的全部程序。据我了解，很多从事工控职业的控制人员并不知道流程图概念，他们是直接上机编程，问题就是程序质量比较低，也许是项目太简单，或者是工艺太熟悉，总之，给人的感觉很不正规。编写流程图是我们实验室的优良传统，其是完成工控项目的核心步骤之一，通过流程图编程也应该是工控领域的正统做法。

在工艺熟悉后，要根据具体的工艺特点划分出若干个子工艺，做到这些子工艺组合起来即是整体工艺，关于如何划分子工艺的问题，没有固定的规范，因编程者、工艺特点等而不同，但是一般而言，子工艺划分的越多，程序会越灵活，而程序越灵活，对一些条件的要求也会相应增多。因此，工艺划分的粗细程度可以视情况具体权衡。

子工艺划分完成后，可以编写与其一一对应的子程序了，细分后的子工艺对应的子程序一般不会有太复杂的逻辑，因此写起来会容易的多，子程序在整个控制程序中是一个个具体的主体程序，之所以是主体程序，是因为设备的有序运行是由它们实际控制的，自动程序也不过是组织这些子程序按照某种逻辑或时间顺序执行而已，所以子程序的编写质量对控制系统的性能十分重要。鉴于此，在写子程序时需要特别注意一些问题，主要体现在以下几点。

1、程序执行的条件

一般称为程序入口条件，考虑这一点时，主要判断依据对工艺的深刻理解，对当前子程序对应的子工艺包含哪些设备和输入输出点，是如何动作的，运行时需要哪些机构处在哪些状态，是否存在程序互锁等，必须有清晰明确的认识，在确定启动条件时一定要找到关键条件，其实关键条件的确定贯穿于编写程序的整个过程。需要强调的是要考虑其他子工艺的结束状态，如果其他工艺与当前工艺有直接关联且其结束状态不满足当前工艺的启动条件，这时要考虑如何处理，是在其他工艺结束时处理还是在当前工艺执行时处理或是其他的处理方式，依据实际情况而定。另外，需要判断子程序手动模式单独执行同自动模式调用是不是使用同一入口，有时是需要不同入口的。

2、程序的结束状态

跟入口条件类似，程序的结束状态有可能会影响到其他子工艺的启动，所以结束状态也是需要考虑权衡的，与程序执行条件类似，不再详述。需要注意的是，结束状态同样存在手动模式程序退出与自动模式程序退出是否使用同一出口的问题，根据工艺特点，有可能需要设置自动模式和手动模式从不同出口退出程序。

3、程序体编写

重要的工作是考虑程序如何处理异常情况，仅仅按照工艺流程写出程序逻辑是很简单的事情，应该考虑到各种各样的状况，而不是仅仅停留在“如果A则B，如果B则C”这样的思路上，这种逻辑是不严密的，应该考虑到所有的条件可能性并编写与其对应的处理程序，我觉得可以形象地比喻为把一个“房子”的漏洞都堵上，仅留下固定的入口和出口。

另外，写子程序时，每写一步都应该知道设备会如何动作，我觉得与其说是编写程序控制设备不如说是构思设备的工作流程后映射出程序，这样有利于考虑问题更加全面。当子程序编写完成时，其一般具有这样的特性：

（1）程序启动后退出以前，任何信号都无法再次启动它。（2）程序运行结束后，可以再次启动，或者说是可以反复启动。（3）程序运行结束后，程序内没有任何活动步。

（4）急停信号有效时，除非有特殊设置，否则必须立刻清掉所有活动步，即使有特殊设置，最终也必须清掉所有活动步，并且不影响下次启动。

（5）如果程序内存在循环，当程序停止信号有效时，若正在执行循环程序段，应该跳出当前循环程序段，执行完剩余程序后退出。

（6）至于程序的功能性，考虑到设备有可能处在任何状态下，除非出现特殊情况，否则必须在满足工艺要求的基础上，保证在程序上做到安全可靠。

以上几条特点，基本上反映了对子程序的要求，但是绝不局限于这些，所有的程序都是为工艺服务的，一切要以具体工艺而定。

子程序编写完成后，就要考虑如何使它们组合起来完成整体工艺的要求，这就需要另外编写一个程序以确定他们执行的节拍，这个程序即是所谓的自动程序，有时候也不一定单独编写一个程序块，可以在主程序中去处理，当遇到子程序较多且逻辑复杂的时候，为了使程序结构清晰一些，一般会单独编写自动程序。自动程序与子程序没有本质的区别，但是有一些特点：程序段之间往往没有严密的顺序逻辑，具有关键条件的单独指令比较多，没有直接的输出信号而主要是反复地调用子程序等。这时就需要整体考虑工艺流程了，比较重要的工作就是寻找流程中的一些关键条件，这也是难点，这些条件与子程序的划分有关系，如果关键条件找的恰当，在功能实现上就会容易的多，编写思路也会清晰的多。

自动程序的实现方式多种多样，某些细节体问题的处理完全取决于编程者的思想，但同时也受子程序的影响，最好由编写子程序的人员一并完成自动程序。由于工艺的不同，自动程序会体现出截然不同的特点，所以对于具体的技巧、方法问题很难概括，一般需要注意的问题有以下几条。

（1）调用子程序脉冲时序问题

也许这种问题不经常遇到，但是在编写时需要有意识地去分析，尤其对于初学者，其出现时序问题的原因会是多样的，主要存在子程序的启动条件中。比如如果某一子程序的某一启动条件同样与自动程序发出的启动脉冲有关，则容易出现时序问题，还跟此条件位在程序扫描过程中处于那一子程序的前后有关，具有不确定性，时序问题与简单的逻辑问题相比一般不容易被发现，因此写程序时尽量不要使用这种边缘的、不确定的方法。

（2）异常情况处理问题

这一点还是体现在关键条件的确定上，也就是调用子程序的条件，由于自动程序包含了所有的工艺流程，为了达到某些环节的稳定和可靠，需要考虑异常情况的处理，体现为逻辑条件往往会相对比较复杂。比如如果在执行自动程序过程中，某一工艺流程受条件限制必须结束但又没有完成相应的功能任务，造成下面的环节无法进行，可是考虑到自动程序的循环特点，在下一循环周期，没有完成任务的工艺流程会继续工作并完成功能任务，所以在这种异常情况下，需要考虑某些子程序不执行对整体程序运行的影响。异常情况可能是多种多样的，总之，希望自动程序能够自动处理并保持生产的连续性。

（3）效率问题

整体工艺流程是由自动程序调用子程序来实现的，应该尽可能地保证程序执行的紧凑性，以提高生产效率。效率问题实现起来没有难点，应该是一种意识问题，关键是要有对实际生产的理解，站在生产人员的角度考虑问题。

（4）初始化问题

自动程序运行时，必须首先对设备进行初始化操作，对设备进行初始化是基于这样一种考虑：自动运行时，设备有可能处于任何一种状态下，必须使设备回到符合自动运行条件的初始位置，这也是基于安全考虑。

（5）循环执行

关于自动程序的循环执行，不能简单地理解为“A—B—C„D—A—B„”模式，有的情况可以那样去处理，有的情况则不能那样去处理，要摆脱这种思维的限制，这种简单的理解也许可以通过一些处理解决大部分自动程序中的逻辑，但是会使程序变得很僵硬，并且不稳定不灵活，有时候这种思维也会影响子程序的编写质量，这是我个人体会。

（6）灵活性

灵活性可以理解为根据设备运行的不同状态作出不同的调整，简单地调整一些参数或设置就可以自动适应，无需修改程序本身，这种功能对实际生产来说非常有价值，实现起来相对会比较困难一些，但是是程序编写质量的一个重要标准，也应该是编程者的努力方向。

灵活性可以体现为整体程序具有可组态功能，算是一种比较新的编程思想，为了实现这种可组态功能，需要搭建一个“组态平台”，这种“平台”即是经过分析得出的所有子工艺的逻辑组合，由操作人员具体选择当前运行哪种组合，由于每个子工艺都由子程序去控制完成的，所以每种组合都一一对应着一种自动程序。

实现这种功能应该从以下几个方向考虑：

a.必须根据工艺特点在满足安全生产的条件下，统计出所有可能的运行工况。

b.子程序的调用条件必须重新考虑，因为调用条件中增加了工况组合内容。c.要保证每种组合都能顺序执行，甚至考虑组合的灵活、实时切换。d.灵活性高也一定程度上意味着可靠性低，所有尤其要思考程序的安全性。总之，自动程序运行后，整体上应该具有以下特点；

（1）自动程序运行后，除非急停信号有效，否则操作人员无法停止程序执行。

（2）自动程序运行后，为了避免不稳定因素，除非某些特殊参数，否则不应该支持在线参数修改。

（3）自动程序运行后，可以正常退出程序和自动运行模式，没有任何活动步保留，并且不能影响程序再次启动。

（4）自动程序运行后退出以前，无法再次启动，或者说再次给出启动信号是无效的。

（5）急停信号有效时，除非有特殊设置的保护条件，否则应该立刻依次清除所有活动步和状态位，并且任何时候急停后，都不能影响程序的再次启动。

（6）一次正常运行不能说明程序是稳定的，自动程序尤其具有这样的特点，至少需要连续自动循环运行10次以上。

四、关于程序运行模式和停止、急停

1、运行模式

整体程序依据调试和生产要求会设置成不同的运行模式，基本上都会设置成检修、手动和自动三种运行模式，某些简单工艺的程序也会设置为手动和自动两种运行模式，这时的手动模式和检修模式效果是一样的。

检修模式。检修运行模式下，操作人员只能操作单一的输出点对应的设备，只能一个一个地去动作控制对象。需要注意的是要考虑动作之间的关联情况，不当操作会造成事故的设备应该设置程序互锁，但也并不是互锁越严密越好，那样会影响检修操作的灵活性，如何平衡是情况而定。手动模式。手动运行模式下，可以单独启动事先编写的子程序，也就是说可以运行某一子工艺，设备会有一连串的动作按照相应逻辑在执行，在不相互影响的前提下可以同时运行多个子程序，需要根据工艺在子程序之间做严格的互锁条件。

自动模式。自动运行模式下，设备完全按照自动程序进行动作，无需人员参与。

2、停止与急停

在多种程序运行模式中，会有不同的启动、停止及急停信号，程序在不同状态下应对停止、急停信号有不同的反应，具体的实现方法不在此详述，只明确停止信号的分类、名称和停止或急停信号有效时的常规要求。

系统停止，即是运行模式的停止，包括“检修停止”、“手动停止”和“自动停止”；“程序停止”即是手动运行模式下的子程序停止；“系统急停”是程序运行中的紧急停止。可以通过以下描述来体现停止或急停信号有效时的常规要求：

（1）无论程序运行于哪种模式下，“系统急停”有效时，除非有设置的特殊保护功能，应该立刻、依次清除所有活动步和状态标志位。

（2）检修运行模式下，“检修停止”与“系统急停”的效果完全一样。（3）手动运行模式下，是否设置“程序停止”信号，取决于子程序的特点，往往在程序包含循环时设置“程序停止”，当“程序停止”有效时，要求子程序执行结束后退出，若还没执行到循环程序段，则不再体现循环特点，若正在执行循环程序段，则跳出循环，其他不变。若某个或某几个子程序正在执行，这时“手动停止”有效时，不影响当前子程序的执行，程序也不会立刻退出手动运行模式，而是等所有子程序运行结束后，才退出手动运行模式，并且在退出手动运行模式之前，无法启动其他没有运行的子程序，“手动停止”兼有“程序停止”的功能。

（4）自动运行模式下，“自动停止”有效时，与手动运行模式下的“程序停止”有些类似，可以当所有子程序运行标志位无效时退出，也可以执行完一个整体工艺流程后退出，依据具体情况而定，方式方法可以讨论，集思广益。

另外，关于“系统急停”的实现方法需要特别说明，一般而言，系统急停信号来自为了应对突发事件而设置的紧急停止按钮，因此还不能将急停的作用简单等同为清除所有活动步、输出位和状态标志位，其最终目的是设备发生异常情况时，按下此按钮使得设备、人员安全，损失最小，清除活动步或状态位只是实现设备、人员安全目的的程序变化情况之一。为了实现急停功能，主要考虑程序结构及生产工艺特点，与之对应的处理方法是使用分步急停和设置急停附加流程。

（1）分步急停。由于程序中存在运行模式的选择和嵌套调用，所以不能在同一时刻清除所有活动步、输出位和状态标志位等，这会影响下一次程序的运行，解决的方法是使用分步急停，依据嵌套顺序由里向外依次清除活动步和状态标志等。

（2）急停附加流程。考虑的具体工艺要求和实际控制对象特点，可能存在不能保证任意时刻复位所有输出位是安全的，这与上述的“设备、人员安全，损失最小”的目标相违背，所以这就需要判断急停信号有效时所处的生产阶段，根据不同阶段希望系统做出不同的反应，有时必须在急停信号清除其他所有活动步和状态位的同时适时启动急停附加流程以应对急停信号在生产的特殊阶段有效时所产生的不良后果。

五、程序调试

程序编写完成需要经过全面调试才能应用于生产，程序调试即是在保证安全的前提下，按照要求逐一检验系统功能，由于程序是第一次联机控制设备运行，这时可能会遇到各种各样的问题，所以安全因素就变得尤其重要，最基本的原则是不管以哪种方式进行调试，必须保证设备和人员是安全的。

调试应该按照从简单到复杂的顺序有序进行，按照预先制定的调试计划从控制系统接线情况到程序功能实现效果等逐一进行，具体步骤为：检修→手动→自动。除验证程序功能之外，程序调试需要做的工作和注意事项还有：

1、制定调试计划

制定调试计划是为了避免没有针对性和目的性的盲目调试，需要分析程序的关键部分并有针对性地去验证，这样可以在最短的时间内发现程序中的问题。调试计划一般包括调试时间、调试内容等，即便没有书面的调试计划，调试人员至少要有清晰的调试思路，方式方法依据个人经验和能力而定，但是应该养成制定调试计划的习惯。

2、完成调试记录

在调试过程中，需要将调试的效果和出现的问题详细记录下来，以便于继续完善程序，同时也总结了实践经验。调试记录一般包括调试时间、参加人员、调试内容及实际效果、出现的问题及原因等。

3、虽然控制台/柜在出厂之前一般已经测试完毕，但是在系统从新运行之前，必须再次测试，内容是检查所有电源线路是否存在短路情况，保证控制系统设备安全，其他信号线可以等系统运行后测试。

4、一定要和现场人员保持密切、流畅的沟通，根据实时工况合理设置参数，并且必须得到现场人员的认可后才能进行操作。

5、应该首先调试系统急停功能，系统急停有效是最基本的要求，而且要验证任意时刻的系统急停功能，要保证在调试其他功能出现异常时，系统急停的有效性。

6、调试中发现有程序编写错误或其他问题，若需修改程序，要尽量做到程序与流程图同步修改，并且务必做到程序备份，并记录备份程序的内容。

调试过程中的其他事宜会根据工艺的不同而不同，但是必须强调的是，要时刻将安全因素放在首位，要尽可能全面、完整地模拟实际生产的工况，以检验程序的稳定性、可靠性。

六、控制系统设计流程

以上内容主要是总结了在控制系统设计各阶段中需要特别注意的事项，跟实践经验的关系比较密切，下面从整体的角度概括控制系统设计的流程，其一般步骤为：

1、制定控制系统总体方案

控制系统总体方案主要是明确项目的控制功能、控制指标、工艺流程分析、控制对象及I/O点统计、需求分析、设计思路、系统总体框架、设备选型、程序设计思路、控制柜设计思路、现场布线思路和其他接口等，要以文本的形式明确以上内容。

2、绘制控制系统电气接线原理图

图纸内容主要包括图纸目录、设计说明、电机设备、电气设备、系统框图、控制柜正面组合图、控制柜电气原理图、系统DI原理图、DO原理图、AI原理图、AO原理图、仪表原理图等，要求图纸设计必须清晰、规范，是第三方加工控制柜的技术依据，也是向甲方提供的竣工资料之一。

3、绘制控制系统现场施工图

主要是依据现场实际情况，确定控制柜与现场设备之间的线缆连接情况，一般与甲方人员会商后根据现场情况确定。

4、明确控制系统采购清单

以上内容确定之后，就应该确定所有的系统材料采购清单，主要包括名称、品牌型号、单价、数量、有无附件、供货周期等。

5、编写控制系统程序流程图 其实本质是开始编写程序，不再详述

6、编写控制系统上位机设计说明书

内容是介绍上位机监控界面的设计原则，主要包括组态软件介绍、系统画面组成和画面设计风格，另外还需详细介绍操作画面的功能设置。

7、程序调试

8、整理其他技术资料

主要内容有控制系统编程资料，包括内存分配、通信设置、IO点地址分配等，除此之外，还有操作说明书和维护说明书。

以上内容主要体现了工控领域编程的大体要求以及某些工程思想，对写程序流程图、绘制电气接线原理图和编程方法、技巧等具体问题涉及不多，主要是我认为工控思想的建立比编程本身要高一个层次。总之，控制领域入门简单却又深不可测，上述有不妥、不对之处，望能给予指正，彼此学习，共同进步！

陈成瑞 2012.08.27

第三篇：热重法的研究和应用

热重法的研究和应用：

1、无机、有机和聚合物的热分解

2、金属在高温不同气氛的腐蚀

3、固态反应

4、矿物的焙烧

5、液体的汽化

6、煤、石油和木材的裂解

7、湿气、挥发物和灰分的测定

8、汽化和升华的速率

9、脱水与吸湿性研究

10、聚合物的热氧化裂解

11、共聚物组成，以及添加剂的含量测定

12、爆炸物质的分解

13、反应动力学研究

14、新化合物的发现

15、吸附与解吸附曲线

16、磁学性质，如强磁性体居里点的测定，热重法的温度标定

17、热重法本身的研究与发展

第四篇：工业地坪涂料用水性聚氨酯的研究现状与最新进展（共）

工业地坪涂料用水性聚氨酯的研究现状与最新进展

许飞

摘要：简述了水性聚氨酯地坪涂料的应用现状，综述了双组分水性聚氨酯地坪涂料的水性多元醇组分，指出了水性聚氨酯地坪涂料今后的发展趋势。关键词:地坪涂料;水性聚氨酯;研究进展

Research status and latest progress of waterborne polyurethane for

industrial floor coatings

XUFei Abstract:The application of waterborne polyurethane(WPU)floor coatings was briefly introduced．The new development of polyols of the two-component WPU floor coatings was summarized．And the Future trends of WPU floor coatings was pointed out．

Keywords:floor coating;waterborne polyurethane;research progress

0引言

地坪涂料指的是应用于水泥基层等非木质地面用的涂料，属于地面涂料的一类。近年来，各种公共场合(如超市、购物中心、体育场馆、医院手术室、实验室、工业厂房、车间等)对地面装饰物的要求从清洁、安全、舒适发展到要具有耐磨、防滑、耐腐蚀、防静电、耐沾污等功能性，随着要求的不断提高，地坪涂料产品逐渐受到市场重视而迅速发展。地坪涂料按成膜物质分类可分为：环氧地坪涂料、聚氨酯地坪涂料、喷涂聚脲弹性体地坪涂料以及其他地坪涂料等，其特征和应用如表 1 所示。

其中，目前市场上用量最大的品种为环氧地坪涂料，聚氨酯地坪涂料目前所占的比例还较小，但相对环氧地坪涂料而言，聚氨酯地坪涂料具有的柔韧性、可以调整和环保等优势，从而能满足不同的客户需求。在欧洲，聚氨酯技术在地坪涂料体系中已占到 25%份额，因此，聚氨酯地坪涂料在中国具有较大的发展空间。其在地坪领域所占的份额也将会越来越大。1水性聚氨酯WPU 水性聚氨酯WPU地坪涂料按使用形式可分为单组分和双组分。1.1单组分水性聚氨酯WPU 单组分水性聚氨酯WPU是PU最早的水性化产物，其具有较高的断裂伸长率和适当的强度，并能常温物理干燥，但是其相对分子质量较低，交联度不高，与溶剂型双组分聚氨酯涂料相比，单组分水性聚氨酯地坪涂料的耐化学品性和耐溶剂性不良，涂膜硬度以及表面光泽度均较低，硬度、表面光泽度和鲜艳性都较低，目前仅应用于建筑涂料领域及其它一些使用要求不高的场合。可以通过交联改性来获得优异的力学性能、耐水性、耐溶剂性以及耐老化性，从而满足地坪涂料的要求。（通过交联、复合改性的单组分从一定程度上提升了水性聚氨酯WPU涂料的性能［1］。）1.2双组分水性聚氨酯WPU 双组分水性聚氨酯涂料是以水为介质，由含—OH 基的水性多元醇(通常称为 A 组分)和含—NCO 基的多异氰酸酯固化剂组成(通常称为 B 组分)。水性双组分聚氨酯涂料与溶剂型双组分聚氨酯涂料对比见表2。

双组分水性聚氨酯WPU 地坪涂料按用途分类主要可分为弹性地坪涂料和防滑地坪涂料。为了更好地满足需求，使水性聚氨酯WPU地坪涂料的性能接近溶剂型双组分PU地坪涂料，近年来的研究开发趋向于双组分交联型 WPU 地坪涂料。沈剑平，等［2］研究发现，只要选材得当，双组分 WPU 涂料可以实现非常优异的综合性能。用基于多元醇分散体Bayhydrol AXP 2695 和多异氰酸酯 Bayhydur XP2487 /1 研发的白漆，以 60 kg 的压力将 40 mm × 40 mm 的冬季防滑胎压放在涂料样板上，常温压放 1 d 后，在 50 ℃ 下压放 3 d，发现其漆膜表面仅留下轻微的印痕，并且可以用乙醇轻易地擦拭干净。最新的研究表明，某些高交联密度的双组分WPU地坪涂料具有优异的抗热胎痕的性能。另外双组分水性聚氨酯WPU 自身所具有的易清洗、耐磨性、耐刮擦性、耐化学品等优异的性能，在地坪领域应用也十分广泛。陈凯［3］研究一种双组分 WPU 地坪涂料，是由硅丙水分散体的 OH 基团和多异氰酸酯 NCO 基团两组分配制而成。结果发现，有机硅氧烷单体加入量、羟基含量、酸值、固化剂的选择等对涂膜性能均有显著的影响。当硅氧烷单体质量分数为 5% ～ 10%、羟基量为 2.8% ～ 3.0%、酸值在 25 ～ 36 mg KOH/g、玻璃化转变温度为 40 ～ 58 ℃ 条件下合成高性能含羟基硅丙树脂，将其与固化剂配制的地坪涂料涂膜性能最佳;其涂膜坚硬、耐久，具有很好的耐水性、耐蚀性、耐划伤性和耐擦洗性。

1.2.1双组分水性聚氨酯地坪涂料的基本原理

多年前，很多人认为双组分水性聚氨酯涂料是难以实现的。一个重要原因是人们认为多异氰酸酯中的 NCO 基团会与水反应生成聚脲，同时生成 CO2，而难以得到致密的漆膜。但 Bayer 的化学师在实践中发现某些多异氰酸酯在水中可以长时间稳定存在，在多异氰酸酯液滴与水的界面上会形成一层具有临时性保护作用的聚脲薄膜，这一薄膜的存在可以较长时间阻止多异氰酸酯与水的进一步反应，从而使双组分水性聚氨酯涂料技术可能得以实现。进一步的研究表明，将某一亲水改性的 HDI 三聚体分散在水中，经过 7 h 后，—NCO 的保留率仍然大于 90%。双组分水性聚氨酯涂料的成膜机理与一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜有很大的区别，同时与溶剂型聚氨酯涂料的成膜机理也完全不同。图 1 为双组分水性聚氨酯涂料的固化成膜示意图。

由图1可见，在双组分水性聚氨酯涂料的成膜过程中，多异氰酸酯在前期并没有过多的与多元醇或水发生化学交联反应，一直到大部分水分蒸发后，乳液与固化剂粒子相互接触并挤压，此时多元醇中的羟基以及残余的水开始大量地与固化剂中的—NCO基团发生化学反应。由此可知，双组分水性聚氨酯涂料适用期的表现形式与双组分溶剂型聚氨酯涂料可能是完全不同的。很多时候，双组分水性涂料体系的黏度变化会一直保持在远远低于初始黏度2倍的范围内，这就意味着，在溶剂型涂料中行之有效的通过黏度上升判断适用期的方法，在双组分水性聚氨酯体系中是不适用的。实际上，我们需要通过测试漆膜某些性能(如光泽、雾影、硬度、耐化学品性等)的突变点来判断其适用期。

另一个需要注意的问题是：如何确定双组分水性聚氨酯涂料中—NCO与—OH的比值。一般来说，多异氰酸酯与多元醇的反应速度比与水反应更快，但两者仍然具有竞争关系。为了补偿多异氰酸酯和水的副反应而产生的损失，一般使用过量的多异氰酸酯，—NCO/—OH比率会选择1.5~3.0。通常—NCO/—OH比例越高，涂膜的耐化学性越好，但干燥时间越长，成本越高。一般情况下，—NCO/—OH的比例控制在1.5左右，这样就能得到最佳的性价比。

2双组分聚氨酯地坪涂料的水性化

水性双组分聚氨酯地坪涂料是由含羟基水性多元醇组分和水性多异氰酸酯固化剂组成，它将双组分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低 VOC 相结合，是当前地坪涂料的研究热点和发展方向。

2.1 羟基组分的水性化

根据水性双组分聚氨酯地坪涂料中使用的含羟基组分在水中的粒子大小和制备方法的不同，可将其分为乳液型丙烯酸多元醇和水分散体型多元醇，它们各具不同的特点。2.1.1 乳液型丙烯酸多元醇

乳液型多元醇是通过乳液聚合而成的具有多种结构的丙烯酸乳液多元醇，其主要特点为［4］：乳液型多元醇的相对分子质量大，羟基当量大，配制双组分涂料所需的异氰酸酯固化剂少，成本低,涂膜干燥速度快。但其对异氰酸酯固化剂的分散能力差，必须使用亲水性强的水性异氰酸酯固化剂。孔霞［5］以甲基丙烯酸羟乙酯为羟基单体，结合即时中和与极性单体分段滴加等方法合成了新型聚丙烯酸酯杂合乳液(PAH)，相较于常规羟基聚丙烯酸酯乳液(PAE)，PAH 的粒径分布更宽，平均粒径更小。以此树脂与亲水改性脂肪族多异氰酸酯固化剂制成的水性双组分聚氨酯涂料涂膜固化时间短，涂层结构致密平整。史立平，等［6］以自制的核壳型丙烯酸羟基乳液为羟基组分研制双组分 WPU 地坪涂料，该核壳型丙烯酸羟基乳液的羟基官能团活性高，与亲水改性异氰酸酯固化剂反应速度快，提高了综合性能，制得的双组分 WPU 地坪涂料已在生产车间、仓库、户内外篮球场等工程中得到实际涂装应用并获得了市场认可。殷武，等［7］采用乳液聚合法，以甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸等为原料，合成了一种具有核壳构型的乳液型羟基丙烯酸树脂。该树脂可作为羟基组分与亲水改性多异氰酸酯固化剂制备双组分涂料，不仅 VOC 含量低，固含量高，而且所形成涂层的硬度、柔韧性、附着力和耐候性等性能优良。即使这样，得到高光涂膜仍很困难，而且涂膜在室温下干燥速度快，在化学交联前已物理干燥成膜，因而涂膜的物理机械性能和耐化学品性不佳［8-9］。

2.1.2 分散体型多元醇

分散体型多元醇也称第 2 代水性羟基树脂。分散体型多元醇按化学结构可分为聚酯多元醇分散体、丙烯酸多元醇分散体、聚氨酯多元醇分散体等。聚氨酯分散体型多元醇的制备方法为先合成聚氨酯预聚体，然后采用含羟基的链终止剂进行扩链封端。由聚氨酯多元醇分散体配制的水性双组分聚氨酯地坪涂料具有优异的机械性能，如柔韧性和耐磨性，以及优异的耐化学品性，但其使用成本较高，在实际中使用较少。［10］。

张旭东，等［11］以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)为主反应体系，以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂，三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂合成制备了端 NCO 基聚氨酯预聚体，用二乙醇胺(DEA)封端引入羟基，合成了双组分 WPU 的聚氨酯多元醇分散体组分。

亚金德 A L，等［12］选用 α，β-二醇与 Guerbet 醇混合后与多异氰酸酯反应合成了聚氨酯多元醇。使用该聚氨酯多元醇制备的双组分或多组分涂料的罩面涂层的挠曲性强、柔韧性好，可施用于任何底材上，当用于地坪表面涂装时，可给行人带来舒适感，且不易开裂。2.1.3丙烯酸多元醇分散体

丙烯酸多元醇分散体是由含羟基丙烯酸单体和丙烯酸（酯）单体在溶剂中通过自由基聚合，中和分散在水中制得的，有时需要脱除部分或全部溶剂。该类分散体的相对分子质量较低，羟基官能团含量较高，与水性异氰酸酯固化剂配合制成地坪涂料后，具有较好的流平性，干燥速度慢，涂膜干燥后具有较好的丰满度和光泽，同时具有良好的物理机械性能和耐化学品性，基本达到溶剂型聚氨酯地坪涂料的性能，这种分散体是目前水性双组分聚氨酯地坪涂料研究和开发的热点。

陈凯［3］选用有机硅氧烷与羟基丙烯酸酯反应，制得了具有核壳结构的含羟基硅丙水分散体，并用该分散体配制了双组分 WPU 地坪涂料。实验结果表明，当硅氧烷单体的质量分数为 5% ～10%，羟基质量分数为2.8% ～3.0%，酸值在25 ～36 mg KOH/g，玻璃化转变温度为 40 ～ 58 ℃条件下，合成的含羟基硅丙树脂性能较好，将其与脂肪族异氰酸酯固化剂配制的地坪涂料涂膜性能最佳。

前者通过外加乳化剂(离子型或非离子型)对多异氰酸酯进行物理包裹，使其分散在水中，但外加的乳化剂对后期乳液成膜造成了不良影响，目前较少使用。内乳化法是采用亲水组分对多异氰酸酯进行改性，作为内乳化剂，有助于固化剂在水相中的分散。根据亲水组分亲水基团的不同，内乳化法可分为非离子改性、离子改性、非离子以及离子混合改性 2.2 水性异氰酸酯固化剂

未改性的异氰酸酯在水性双组分聚氨酯地坪涂料中的应用受到限制，因为它们很难与水性羟基组分混合均匀，两相间容易分离。要想使异氰酸酯和水性羟基组分的相容性明显提高，其根本途径是将异氰酸酯水性化。而亲水改性方法通常有外乳化法和内乳化法。2.2.1外乳化法

早期使用阳离子型或非离子型外部乳化剂强制乳化使异氰酸酯分散在水中［14］，其乳化剂用量大，分散后粒子较粗、贮存稳定性差、涂层的耐化学品性差。目前此法较少使用。2.2.2内乳化法

以德国 Bayer 公司对异氰酸酯水性化的研究最为成功。到目前为止，已成功将第 3 代水性异氰酸酯固化剂产品市场化［15］。第 1 代水性异氰酸酯通过用不足量聚醚醇对如 HDI 或 IPDI 三聚体进行部分氨基甲酸酯化，这样，亲水改性的异氰酸酯（如Bayhydur 3100）易于手动乳化于水中，但是这种改性却导致异氰酸酯平均官能度降低，因而所得的涂膜交联密度低，降低了其耐化学品性。第 2 代水性异氰酸酯在第 1 代产品的基础上，通过脲基甲酸酯化，提高产品的官能度，产品更疏水，制备的涂膜综合性能优良，其代表产品是

Bayhydur305。第 3 代水性异氰酸酯，采用氨基磺酸盐改性异氰酸酯，即使体系中含有较少的磺酸盐基团时，也可在水中很好地分散，产品具有较低的亲水性，其代表产品有

BayhydurXP2547、Bayhydur XP2655，可广泛用于环境友好型水性双组分聚氨酯地坪涂料中，涂料的干燥、固化和耐化学品等性能，完全可比拟溶剂型双组分聚氨酯地坪涂料。

德国 Bayer 公司成功采用丙烯酸多元醇分散体和新研制的第 3 代水性异氰酸酯固化剂配成水性双组分聚氨酯地坪涂料，对奥运会场馆——国家游泳中心的泡泡吧地坪进行了涂装，涂装和使用效果受到大家的认可，整个体系近于零 VOC，其环保性更是完全贴合“绿色奥运”之理念［16］

3展望

随着人们对性能和环保要求的不断提高，聚氨酯涂料地坪涂料的用量和品种得到了发展。但是WPU 地坪涂料的应用也面临着新的问题。因此开发新的具有特殊性能要求的聚氨酯地坪涂料品种(如重防腐、耐高温蒸汽等)、降低 WPU 地坪涂料的使用成本是当前和今后地坪涂料工作者的主要任务。另外水性双组分聚氨酯地坪涂料将双组分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低 VOC 相结合，也是当前地坪涂料的研究热点和发展方向。用丙烯酸酯、环氧树脂等复合改性研究目前也相当成熟，而纳米粒子改性 WPU 涂料也已经成为研究的热点[16]。

参考文献

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第五篇：工业工程学科研究与应用发展状况（范文）

工业工程学科研究与应用发展状况

工业工程学科简介

工业工程是对有关人员、物资、设备、能源和信息等组成的整体系统进行规划、设计、改进和实施的学科。

发展：

经典工业工程：工作效率、生产管理、成本规划、质量管理

现代工业工程：系统集成、数字制造、全球协用、知识管理

竞争核心：生产规模、生产成本、产品质量

工业工程是将现代科学技术转化为现实生产力的技术。它采用系统化、专业化和科学化的思维方法，是工程技术和管理科学有机结合的交叉学科，其理论基础包括数学、运筹学、经济学、管理学、工程学和系统科学等。近年来，IE学科领域兼收并蓄了计算机科学、现代制造工程学等最新科学成果，发展成为包括多种现代科学知识的综合性学科。

近年来,服务业蓬勃发展,无论是就业人口数还是产值均大幅上升。面对服务业时代的来临，如何将工业工程在制造业中的经验及技术转换到服务业等非制造领域，成为目前工业工程应用的主要课题之一。虽然目前制造现场和制造领域仍是我国工业工程技术应用的主体，但随着经济的发展，在流通、商贸、服务业等非制造领域工业工程技术也会得到广泛应用。例如，可以将工业工程技术应用在公共卫生体系的建立上。在这些领域应用所产生的示范作用将会促进社会发展，并推动工业工程学科的自身建设。

目前，制造业已从单一规格的大规模批量生产发展到根据不同用户的具体需求生产的柔性制造系统，这是制造业或加工业发展的最高阶段。通过应用先进的信息通信技术，实现柔性制造，这也是我国工业工程发展的方向之一。用户需求与柔性制造系统获知此类信息之间的时延是影响柔性制造系统响应能力的主要因素之一，进而也会影响到柔性制造系统其他优势性能的充分发挥。如果不能及时、准确获取有效的需求信息，“柔性制造”就成了一句空话。

工业工程在企业管理中的重要性。应用IE技术解决企业生产经营中存在的诸多问题，并已在增效降耗、生产管理、质量保证、现场管理、项目开发和实施等方面发挥了积极作用。工业工程成为企业加强科学管理、实现经济增长方式转变的切入点，随着时间的推进，必将产生更加显著的经济效益和社会效应。但是，应当清醒地认识到，我国企业在管理方面存在着许多亟待解决的问题，主要表现在管理层次过多、管理职责混乱、管理模式粗放、企业生产过程欠优化、企业生产系统集成功能不强。这些问题的存在，使得工业工程的应用变得十分复杂。对于工业工程应用的复杂性，我们决不能掉以轻心，更不能畏葸不前，只有采用“具体问题具体分析”的原则，才能推动工业工程在中国的深入推广与发展。

我国的工业工程是随着改革开放而发展的。在今后相当长的时间内,我国的经济环境与发展趋势必然需要工业工程的深入研究与广泛应用。面对21世纪全球知识经济化、信息化的挑战，在我国全面推行IE势在必行。展望新世纪，以制造业为中心，基于现代技术与管理理念(特别是与信息通信技术相关的管理理念)的工业工程应用将为我国的经济发展和现代化建设做出重大贡献。