论农务管理自动化系统在甘蔗制糖生产中的应用

第一篇：论农务管理自动化系统在甘蔗制糖生产中的应用

摘要介绍农务管理自动化系统在甘蔗制糖生产中的应用实践。实践表明，该农务管理自动化系统投入甘蔗制糖生产中后，在保证甘蔗新鲜度，提高甘蔗糖分，保证高产糖率方面发挥了较为重要的作用，降低了制糖生产成本，且投资较省，经济效益显著。关键词 甘蔗；农务；制糖；管理软件1 概述南宁糖业股份有限公司创建于1999年，是由南宁市6家大中型制糖、造纸企业组成的国有控股上市公司，经过几年的发展，企业规模不断壮大，截至目前已控股（参股）了16家企业。目前南宁糖业主要的生产能力为：日榨甘蔗2.7万吨，年产机制糖50万吨，机制纸5万吨，商品蔗渣浆10万吨，食用酒精3万吨，公司年产糖量约占广西食糖产量的10，占全国食糖产量的5，主导产品碳酸法和亚硫酸法白砂糖，曾多次荣获国家、行业、区、市奖励，并被国内外著名的百事可乐、可口可乐、健力宝等厂家列为原料定点厂。20xx/20xx年榨季总榨甘蔗371.77万吨，20xx年公司销售收入突破20亿元。目前，南宁糖业形成了以甘蔗制糖为主，综合利用制糖过程产生的废糖蜜、甘蔗渣制造酒精、商品蔗渣浆，以蔗渣浆生产机制纸及其他制品的产业结构，甘蔗成为公司产业链的最主要生产原料。在制糖生产中，甘蔗成本约占食糖成本的70，且制糖生产要求所榨甘蔗糖分高、新鲜度好，以提高产糖率，增加企业的经济效益，所以农务管理是制糖生产的重要环节，是影响制糖企业效益好坏的主要因素，更牵扯到广大蔗农的利益，涉及面较广。为了较好地兼顾糖厂和蔗农的利益，就要下大力气抓好农务管理，且只能走高效、低耗的道路。近年来，随着信息化技术的发展，利用信息化技术来改造传统业务，优化企业的物流、信息流、资金流，充分利用企业内的各项资源，建立更高效、更合理的业务流程，实现企业管理的整体最优化，提高企业的竞争力，降低运营成本已成为企业发展的趋势和迫切需要。为此，南宁糖业成立了企业信息化建设项目工作小组，在20xx年启动信息化建设，遵循“总体规划，分布实施”的原则，依据实用、高效、可拓展的要求，统一组织了企业信息化建设的总体规划和分布实施方案。在第一期的信息化建设中，先后投入230多万元，首先建成了综合报表查询、仓库、农务管理三个管理软件系统。第一期建设完成后，使用仓库系统取得了公司降低库存资金300多万元，使用农务系统的糖纸厂、伶俐糖厂因提高甘蔗蔗糖分而产生经济效益500多万元的良好效果。按公司信息化建设原来的规划：先期开发的农务管理自动化系统在试用厂应用成熟后，再推广到公司其他厂使用。但由于系统设计、开发实施等原因，20xx/20xx版农务管理自动化系统不具备较好的适用性、扩展性，不能较好满足各直属厂的需求，只能推广到两个厂使用，而且各直属厂原有的农务系统都不具备这样的条件，无法完成推广应用的任务。为了进一步深入推进信息化建设，全面提高农务管理水平，20xx年4月，南宁糖业决定按信息化的总体规划建设一套公司统一的农务管理自动化系统。在吸取以往经验的基础上，由公司成立项目组负责系统功能设计及关键环节把关，与外公司合作开发新版农务管理自动化系统。该农务管理自动化系统的应用对公司直属香山、东江糖厂蔗区甘蔗的砍、运实现了计算机调度管理，取得了较为满意的效果。下面，就对该农务管理自动化系统作简要介绍：2农务管理自动化系统在甘蔗制糖生产中的开发与应用实践2.1农务管理自动化系统设计开发的出发点、难点和技术关键新版农务管理自动化系统设计的出发点是：（1）要有较好的兼容性、扩展性、统一性；（2）能基本包括公司内各厂的基本需求，推广到各厂时，保持主体框架和基础数据库同时能进行少量、局部的二次开发；（3）随着生产的发展，能较好进行升级，主要对多分支处理选项改动，对数据库的存储过程改动，减少对系统主体程序的改动；（4）在数据的共享应用及提供决策依据，体现全公司的统一。该系统要能合理安排砍蔗计划，保证甘蔗在较高糖分时砍伐，同时公平合理安排运蔗，保证甘蔗的新鲜度和较低的营运成本，要能满足生产扩大及甘蔗种植、砍运情况变化的要求。另外，蔗农、运输方要求能及时和公平的安排砍运甘蔗、发放蔗款、运费、合理的处理贷款的扣付。该系统要能对庞杂的、关联的数据进行及时、有效地处理，尽量的排除人为因素的不良影响，达到及时、公平的目的。新版农务管理自动化系统开发的难点在于：（1）一套系统要兼容5个直属糖厂的具体管理需求（每个糖厂因为传统、地域特点、管理模式、蔗农情况不同而有详细不同的管理需求，甚至两个直属糖厂间的某个具体环节管理需求差异达到60％），5个糖厂的管理需求都包含在一套系统而不影响系统整体结构、基础数据统一性、数据处理性能，提供数据的共享应用和统一公司层报表。（2）农务系统应用环境较为复杂，随应用需求变动而程序变更较大，甚至在同一生产期内变化较大。

第二篇：海上自动化系统在油气田开发生产中的应用

海上自动化系统在油气田开发生产中的应用

作者：周鲁川 巩… 文章来源：胜利油田海洋石油开发公司 点击数：

241 更新时间：2008-7-3 20:48:44 自动化系统结构及规模

埕岛油田自动化系统结合海上生产单位的管理体制，从平台的布局、功能、生产管理方式等实际出发，将整个系统设为三级。

第一级为陆地中心站(设在公司办公楼)：根据整体方案，陆地中心站既是埕岛油田生产信息中心,也是生产指挥中心。在陆地中心站可以监视整个埕岛油田的生产动态，处理油田生产信息，打印油田生产报表。另外，陆地中心站与外部信息系统联网，数据自动进入公司信息站的ORACLE数据库进行长期存储，同时工程地质技术人员可通过网络获取必要的数据，进行油井生产情况分析。

第二级为中心平台站(设在中心平台控制室)：中心平台控制室的计算机可以监控中心平台站及周围所属卫星平台站的生产运行情况，并通过数字微波向陆地中心站传送数据。

第三级为卫星平台站(设在采油平台上)：卫星平台站负责监视及控制卫星平台的生产运行情况。卫星平台站为无人值守站，其主要配置和功能如下：

·各类一次仪表。检测油水井、工艺设备、可燃气体和火灾等测控参数，并将测控参数传送给远程终端RTU，同时执行RTU的控制命令。

·远程终端RTU一套。负责接收一次表输出的信号，进行数据处理、判断，并将判断结果通过无线信道发往中心平台控制室，同时接收中心平台控制室发来的控制命令，实现对卫星平台的遥测遥控。·MDS4000无线数据传输设备一套。用于与中心平台站的无线数据传输。

SCADA系统数据传输采用两级数据传输网络，即陆地中心站对中心平台站，中心平台站对卫星平台站。

(1)陆地中心站对中心平台站无线通讯设备选用美国MDS公司的扩频微波系统，传输距离≥50Km，传输容量为2MBPS，以自动化数据传输为主，兼顾语音、图象等多媒体传输。

(2)中心平台站对卫星平台站无线数据传输设备选用美国MDS4000系列的无线电台系统，传输距离≥12Km，传输速率为9600BPS。通讯方式为一点对多点。

目前，埕岛油田自动化系统已建成三套冗余的SCAN3000系统、38套远传终端RTU和2台就地PLC。见下图(自

动

化

测

控

系

统

结

构

图)

。自动化系统的功能及改进(1)系统功能

埕岛油田自动化测控系统于1998年11月份部分平台开始试运行，2000年8月份采油平台开始撤人，自动化系统投入正式运行。目前，已实现自动化监控的无人值守井组平台31座，单井平台3座，占设计方案中卫星平台数的90%。自动化测控系统的主要功能包括： ① 机采井监控

目前，海上生产以电潜泵和螺杆泵井为主，因此机采井的管理是油田生产管理最为关键的环节。海上自动化系统充分考虑到了这个因素，每口电泵井都安装了三相电流传感器、电压传感器器、运行状态检测、油压、套压、回压压力变送器、油温变送器、启停控制装置，以及保护中心装置；每口螺杆泵井安装了电流传感器、电压传感器、启停控制装置。可实现机采井泵的远程启停、超限报警停机和油井的油压、套压、回压、温度数据实时检测，使管理人员能及时了解电泵、螺杆泵的生产动态，包括电泵井的缺相、短路、过载、欠载以及螺杆泵井供液情况，为机采井的优化管理提供可靠的技术支持。

② 原油升温设备测控

安装电加热器进出口温度传感器后，可检测电加热器的工作状况以及计量输油的油温情况，根据设计方案，卫星平台上的电加热器自身为一闭环控制，因此只需检测其工况即可。

③ 自动选井计量

遥控井口电动三通阀，通过液气两相分离器(通过浮球控制的三通调节阀实现气液分流，实现分离)、质量流量计、旋进旋涡流量计，实现遥控自动选井计量。计量时，质量流量计计量液体，旋进旋涡流量计计量气体，并且将检测采集到的数据发往中心平台站和陆地中心站。

④ 安全系统监控

井口及井下安全阀监控 根据海上作业规程要求，海上油气井井下管柱均下有井下安全阀，井口装置配有井口安全阀，以便在事故状态时实现对油井的可靠控制，在井口、井下安全阀控制柜上装有压阻压力变送器和紧急关断阀，并通过平台可编程控制器实现对油井安全阀压力的检测和安全阀的摇控紧急关断。平台油井的安全阀系统不能通过平台可编程控制器自行关断，只有在非常紧急的情况下，由陆地中心站或中心平台站向平台RTU发出3次以上关断命令并确认后而关断，排除了可能的误报警自动关断。

平台油气泄漏监测 在平台四周及关键部位安装了可燃气体探测器，检测油气在空气中的浓度，达到监测油气泄漏的目的，确保平台设施安全生产，同时可以根据报警情况而采取相应的措施。

火灾烟雾报警监测 在计量平台安装了感温探头、平台配电间安装了感烟探头来探测平台可能发生的火灾情况，并将检测到的情况通过远程终端RTU，上传到中心平台和陆地中心站，根据报警情况，提示操作人员采取果断措施，将平台损失减少到最低程度。

平台海管进出口温度、压力监测 在每个平台海管的进出口都安装了温度传感器和压力变送器，通过对海管温度压力的监测，达到检测某一段海管是否堵塞、破损的目的。

分离器高低液位监测 在气液两相分离器上，安装有高低液位控制器，来监测分离器高低液位。根据液位报警情况，工作人员就可以了解到分离器及浮球连杆的工作情况。确保选井计量顺利实施和计量设施的安全。

采油平台入海管紧急关断 在平台原油汇管入海管处装有海管紧急关断阀，一旦采油平台出现严重漏油事件，通过遥控紧急关断阀的关断，达到平台与海管隔离的目的，将可能出现的污染降低到最低程度，保证平台安全生产。

自动化系统的投产减少了井组平台的生产管理人员，系统投产前，每座井组平台需要4名管理人员，投产后，仅需2名平台维护人员，31座撤人平台可减少管理人员62名，另外，自动化系统的实施也减少平台建造面积及生活设施配置，降低了平台造价。

(2)系统特点及先进性

① 以PLC为核心控制器组成SCADA系统

RTU(远程终端控制器)凭着适应恶劣环境、可靠性高、耗电少等特点在传统的SCADA系统中应用广泛，而本系统的RTU位于配电室内，环境较好，也有充足的电力供应，因此在设计之初就考虑以通用PLC为核心，配数传电台组成RTU。其优点是价格适中、编程维护方便、配件充足，也便于以后升级。本系统采用AB公司的SLC 500系列PLC和MDS的数传电台组成RTU，事实证明是成功的。

② 整体结构化设计

由于我们从设计、选型、组态、编程，到现场施工、调试、投运，直至改造全程参与，所以整个系统从现场仪表、仪表柜、RTU柜，到测控点分配、系统组态编程均为结构化设计，降低了编程工作量，方便现场培训及维护。

③ 应用双冗余SCADA系统

该系统采用SCAN 3000作为SCADA系统软件，硬件配置及软件均为双冗余配置。以中心1号平台站为例，正常情况下SCANCP1A为主机，SCANCP1B为备机，当主机或网络连接出现故障时，备机自动切换为主机，保证系统监控不间断。主机与备机之间的网络连接也是双冗余配置，任一条链路故障不会影响系统联络。

④ 扩频微波多媒体传输技术

海上平台远离陆地、环境恶劣，交通极为不便，要求有一套完善的通讯手段做保证。埕岛油田自动化采用了先进的扩频微波通讯设备，集数据、语音、图象传输于一体。数据传输用于埕岛油田生产运行参数传到陆地监控中心；语音传输用于生产指挥调度；图象传输用于电视会议。

(3)存在问题及改进

① 自动化计量技术的改进

海上井组平台自动计量是通过遥控电动三通阀，将所需计量的油井倒入计量管线实现的。自去年8月份井组平台撤人后，由于种种原因，油井自动化计量的精确度受到了很大的影响。针对这种情况，我们影响油井自动化计量的主要原因进行了认真地分析，主要包括以下几个方面：

电动三通阀存在问题 油井自动化计量是根据电动三通阀的反馈信号来判断正在计量的油井井号及产量的，及当系统收到所需计量油井电动三通阀的计量状态反馈信号，而该井组其它油井都在混输状态，则判断该口油井正在计量，并将质量流量计信号和气体流量计信号进行累积，从而得出该口油井的产液量和产气量。根据这种判断，如果井组平台有一个或多个电动三通阀损坏，不能输出反馈信号，则程序的自动判断出现混乱，影响了自动化计量数据的准确性。

流量计量程不合适 质量流量计原设定量程为0－20t/h，而目前馆陶组油井平均日液能力为46t/d，因此，质量流量计量程设定与实际情况存在一定的偏差，影响了计量精度；气体流量计原参数设定为工况下的产量，不便于日常应用，需要重新设定；

根据以上分析，我们主要在以下几个方面进行了改进，提高了油井自动化计量的准确度。

系统程序修改 针对系统程序方面存在的不足，我们进行了修改，增加了自动/手动转换功能，即电动三通阀都正常工作的油井，使用自动计量功能；对电动三通阀损坏(无反馈信号)的油井使用手动计量功能。同时，为便于操作，每个井组平台增加了一幅计量画面，显示该井组所有油井的计量实时数据和历史数据。(见下图)

调整流量计量程 气体流量计统一换算为标准状况下的产量，并根据各井组实际情况进行不同设置。对于产气量特别大的井组(如CB11G、CB25A)量程设定为0-700 m3/h，其余井组设定为0-250 m3/h。质量流量计量程统一设定为0-10t/h。

加强电动三通阀的维修 对于损坏的电动三通阀及时进行维修，以保证遥控倒井的正常进行，截至2001年10月底，累积维修电动三通阀40余井次。目前电动三通阀的完好率达到90％以上，保证了遥控倒井的顺利进行。

通过以上各项措施，既满足了最大产量计量要求，又减小了计量误差，系统运行可靠性大大提高，目前，应用自动化计量的31座撤人平台，取得了良好的效果。

② 电加热器遥控技术的实施，提高了平台运行生产安全

海上井组平台电加热器采用自身温控设备实行回路调节，即根据原油温度的高/低的判断，实现电加热器的停/启。海上井组平台撤人后，一旦电加热器本身的回路调节失效，将会造成严重后果。CB11F、CB27A井组平台曾出现过电加热器自身温控调节失效，造成电加热器干烧的现象，影响了海上的安全生产。针对这种情况，并结合实际生产需要，我们提出了电加热器遥控强制启停技术改造方案，同时改造电加热器本身温控设备，以达到双重保险的作用。电加热器改造完毕后，主要具有以下功能：

在电加热器上增加了热电偶传感器，实现了多级温度传感； 主测量仪器选择进口器件，提高了测量精度及稳定性； 实现了高/低温停/启，高温截止，高温跳闸三级温控调节；

电加热器加温时处于一个模糊加温状态，无大电流冲击现象，实现了主开关和可控硅的缓冲保护； 实现了中心平台对井组平台电加热器的遥控启停。

电加热器的自动化改造目前已完成18座平台的工作量，预计2001年年底之前全部完成。管理经验

海上井组平台撤人后，自动化管理工作的重要性大大提高，为提高自动化系统的运行可靠性和运行质量，为油田开发管理服务和提供技术支持，保障公司原油产量的稳定发展，在自动化管理方面我们主要做了以下工作：

(1)加大仪表维修维护的管理力度

针对海上平台撤人初期，存在部分遗留问题的实际情况，我们组织开展了样板平台建设工作，完成了CB1B、CB4B、CB25A、CB1C等4座样板平台，自动化数据全准率达到98%以上。其余平台以样板平台为标准，针对自动化存在问题，积极开展整改工作，大大提高了自动化数据的准确度，满足了正常生产的需要。另外，利用春秋季季电网检修的有利时机，对所有油井进行了遥控开关井测试和海管紧急切断阀的调试工作，保证海上安全生产。

(2)加强规章制度建设

根据海上生产实际，结合自动化系统投产后的实际运行情况，我们于2001年1月1日开始实施了《自动化系统运行管理规定》，明确了各有关单位和人员的职责，制订了仪表巡检、维护、校验等管理规定和具体的考核办法，同时，在具体实施过程中，为方便自动化管理，先后建立健全了《仪表维修维护台帐》、《油井开关井测试记录》、《系统运行维护记录》、《油水井作业期间自动化管理制度》等资料和制度。以上制度的建立，提高了自动化系统的运行管理水平。

(3)加强油井跟踪分析

自动化录取数据具有储存时间长，采样间隔短，数据精度高等特点。因此，井组平台撤人后，为了充分发挥自动化系统的作用，我们充分利用自动化系统的这一优势，进行油井跟踪分析工作，每天校对油井生产数据，并与历史数据进行对比，分析数据波动趋势。

通过分析油井的温度、油压、回压、套压、电流、电压以及计量数据，可以对每口油井的生产情况进行有效的分析，对数据波动较大的油井进行24小时重点跟踪分析，及时确定油井出现问题的原因；通过干温、干压、加热器温度等数据，可以判断海管波动趋势、加热器工作状态，分析该井组的生产情况。下步措施和建议

(1)定期进行系统检修工作

自动化系统现场仪表线路数量繁多，随着使用寿命的延长，必然出现一些在日常生产管理中不易被发现的问题。因此，自动化系统应每年统一进行检修，除在电网检修期间进行油井遥控启停和安全阀、紧急关断阀的开关功能测试外，还应每年定期进行现场仪表和线路的检修工作，并定期进行仪表标定工作。在检修过程中，要对自动化仪表数据和现场实际数据进行逐一对比，对于出现的问题，及时进行解决，保证自动化系统各项功能的正常实现。

(2)加强仪表和设备的维护工作

自动化仪表和设备是实现系统遥测遥控功能的关键，其工作精度和稳定性直接影响到系统功能的实现，加上海上特殊的工作环境，必需加强仪表和设备维护保养工作，严格按照有关规章制度进行仪表和设备的维护、保养和检修工作。特别是要加强油井作业期间仪表和设备的维护、检修工作，除对作业井进行仪表拆除和保护外，还要对临近的油井加强保护。对于作业后改变泵型或控制柜的油井，要立即进行遥控开关井、电流电压传感器等线路的修复和测试工作。

(3)建立全方位的系统管理网络

随着电力自动化和图像监控系统的实施，加上现有的自动化系统和雷达监控系统，将形成一套完整的自动化管理系统。因此，有必要建立全方位的系统管理网络，明确各有关单位和人员的职责，保障各个系统的正常运行。

(4)进一步开发完善系统功能和网络应用，让自动化在油田开发、工程、地质技术工作中充分发挥效益

目前从公司信息网上获得的自动化监控数据，存在查询速度慢，采样周期长，存储时间短等缺陷，为了使工程地质技术人员能够更好、更快的获取数据，进行高质量的数据分析，我公司将进一步开发完善自动化监控数据的网络应用功能，达到网上数据的传递和显示基本与陆地中心站的监控数据同步，使自动化在油田开发、工程、地质技术工作中充分发挥效益。结束语

埕岛油田自动化测控系统采用了先进的仪表及系统技术，它的实施给油田的生产管理带来了新的活力。我们应结合埕岛油田的生产实际，认清系统运行现状，开创一条具有埕岛油田特色的自动化生产管理的新路子，努力适应海上发展的需要，不断提高海上油井管理水平。

第三篇：计算机辅助设计在材料生产中的应用

计算机辅助设计在材料生产中的应用

学 专 姓

院

材料科学与工程 称

防腐131班

名

蓝 文 程

计算机辅助设计在材料生产中的应用

摘要

计算机辅助设计是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作,简称CAD。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。

随着现代计算机技术的飞速发展，计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design）在生产中的应用日益广泛，本文主要从计算机辅助设计在材料生产中的应用等方面阐述了其在材料计中的显著优势，并对目前国内企业产品开发过程三维CAD系统应用现状和存在问题进行了分析。

关键词：计算机辅助设计 三维CAD 应用 绪 论

开始于上世纪50年代后期的计算机辅助设计技术，从最初的仅仅被简单的作为图板的替代品到70年代的二维制图过度到三维建模再到现在的集产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造、数据管理于一体的智能CAD技术，计算机辅助设计经历了一个漫长又曲折的发展历程。在今天，CAD技术越来越广泛的用于生产中。CAD技术从二维CAD向三维CAD的过渡

2.1 CAD简介

计算机辅助设计是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于材料、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Computer Aided Manufacturing，CAM）和产品数据管理技术（Product Data Management，PDM）及计算机集成制造系统（Computer Integrated manufacturing system，CIMS）集于一体。

产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(Intelligent CAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。

以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。

CAD技术正从二维CAD向三维CAD过渡。三维设计软件具有工程及产品的分析计算、几何建模、仿真与试验、绘制图形，工程数据库的管理，生成设计文件等功能。三维CAD技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率得以迅速提高。我国CAD技术的研究、开发和推广已取得较大进展，产品设计已全面完成二维CAD技术的普及，结束了手工绘图的历史，对减轻人工劳动强度、提高经济效益起到了明显的作用。有相当一部分CAD应用较早的企业已完成了从二维CAD向三维CAD转换，并取得了巨大的经济效益和社会效益。随着市场经济的逐步深入，市场竞争日趋激烈，加强自身的设计能力是提高企业对市场变化和小批量、多品种

要求的迅速响应能力的关键。2.2 三维CAD的优势

首先CAD技术以实用的零件实体建模优势和简便的产品造型修改和实体装配图的生成被用在机械设计的多个方面设计软件为三维建模提供了多种工具，包括最基本的几何造型如球体、圆柱等，对简单的零件，可通过对其结构进行分析，将其分解成若干基本体，对基本体进行三维实体造型，之后再对其进行交、并、差等布尔运算，便可得出零件的三维实体模型。对于较复杂的图形，软件提供了草图工具，设计人员可以通过它先勾勒出截面，再拉伸出较复杂的几何形体。为了满足人们不断提高的审美要求，目前主要流行的几款三维设计软件基本上都提供面片模块，该模块为设计人员提供了非常方便的曲面设计工具。对于具有大块曲面的零件，设计师可以方便地对单个面或片体进行变形处理，以达到需要的曲面。

企业生产的产品往往是按系列区分，各系列中每一代产品与上一代产品之间的区别较小，也许只是增加了一个功能部件或是产品造型尺寸上有所改动。三维CAD可以方便地修改一些参数就能达到设计师更改造型的目的。三维CAD在建模中一般使用参数化建模，整个建模的步骤和产品的外型尺寸被参数化，这些参数是与产品的造型直接关联的。若要对尺寸或造型进行局部的更改，只需要更改相关参数，整个造型将被自动更新。这样不仅大大减少了设计人员的工作量，还保证了产品外造型的延续性。

实体装配不仅能让设计人员直观地看到各零件装配后的状态，还可以测量各零件之间的空间大小，方便零件的布置。在装配完成后，零件可以被隐藏或设置成半透明的状态，方便设计人员观察内部结构。此外，在装配状态下，软件提供的标准件库，也方便了设计人员对标准件型号的选择。装配状态下的干涉分析也是常用的功能，计算机通过计算各装配零件的体积的大小和位置来确定是否有相交的部分，并确定各零件是否干涉，自动生成分析报告，明确指出互相干涉零件的名称和干涉的尺寸。方便设计师修改产品设计尺寸。

另外随着技术发展，为了减轻人工劳动强度，提高产品的精度，制造行业装备从普通机床逐步到数控机床和加工中心，模具激光快速成型技术（RPM）等，几乎应用到整个制造行业。这些数控加工装备基本都具有与各三维设计软件的接口。当产品模型在三维CAD软件中完成后，再由CAD软件模拟出加工刀具路径，随后生成数控语言，通过接口输入数控设备中，再由数控设备按照模拟出的加工路径加工产品。

2.3 CAE简介

CAE是三维CAD软件的重要模块，CAE功能包括工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学、运动学仿真等。CAD技术在建模模块完成产品造型后，才能由CAE模块针对设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性进行分析。CAE技术在我国也得到了广泛应用，以汽车制造业为例，国内多家主车厂和汽车设计公司在使用三维CAD软件完成新车型的设计后，进行CAE分析，如干涉检查、钣金成型分析、塑料件拔模角分析、车身强度刚度的测试，在车窗、车门、雨刮器等运动部件上广泛采用CAE模块中的运动仿真功能，计算出零件的运动轨迹，以及零部件在运动中的状态，为设计人员提供直观的参考。这些分析工作大大提高了新车型的可靠度，缩短了新车型的开发周期，减少了返工，节约了研发成本。采用三维CAD技术，机械设计时间缩短了近1/3。同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力，能通过快速重构，得到一种全新的机械产品，大大提高了工作效率。

3计算机辅助设计在材料加工中的应用

材料加工CAD技术是传统材料加工技术与计算机技术、控制技术、信息处理技术等相结合的产物，是材料加工和技术进步和标志。材料加工CAD又可分为铸造成形CAD、塑性成形CAD、焊接成形CAD、注射成型CAD以及模具CAD等几个方面：

3.1 铸造成形CAD

包括铸造工艺CAD以及铸造工装（模具/模板）CAD。前者的主要功能有铸造浇注系统设计，冒口补缩系统设计，冷铁的设计，砂芯的设计，铸造分型面的确定，加工余量的确定，起模斜度的确定，开放浇注系统库、冒口库、冷铁库、芯头库的建立，工艺图的标注与打印等，可以实现铸造工艺的快速准确设计。另外，基于有限分析的优化技术在CAD系统配套使用，例如充型过程模拟、凝固过程模拟、应力应变分析、微观组织模拟等，为制定合理的铸造工艺起到了有力的指导作用。

铸件弃型流动与凝固过程数值模拟在短短十余年的发展过程中，由二维到三维，由简单到复杂，由工作站到微机，由实用化到商品化，为铸造生产提供越来越重要的指导作用。华中科技大学推出的商品化三维模拟软件华铸CAD。这些铸造模CAD软件在铸造生产中取得了显著的效益。已覆盖了铸钢、球墨铸铁、灰铸铁、铸铝和铸铜等各类铸件，大到一二百吨，小到几千克，无论是解决缩孔和缩松，还是优化浇冒口结构，提高生产效率，改进浮渣等方面，都发挥了明显的作用。

3.2 塑性成形CAD

包括冷冲模、冲裁模、弯曲模、拉伸模以及锻造模设计CAD。随着工业技术的发展，产品对模具的需求愈来愈多。传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品及时更新换代和提高质量的要求。因此，国外先进工业国家对模具CAD/CAM技术的开发非常重视。早在20世纪60代的初期，国外一些飞机和汽车制造公司就开始了CAD/CAM的研究工作，投入了大量人力和物力。各大公司都先后建立了自己的CAD/CAM系统，并将其应用于模具的设计与制造。目前，应用CAD/CAM技术较普遍的为美、日、德等国。日本丰田汽车公司于1965年将数控用于模具加工。20世纪80年代初期开始用覆盖件冲模CAD/CAM系统。该系统包括设计覆盖件的NTDFB和CADET软件和加工凸、凹模的TINCA软件。利用坐标测量仪测量粘土模型，并将数据送入计算机。将所得图形经平滑处理后，再把这些数据用于覆盖件设计、冲模的设计与制造。该系统有较强的三维图形功能，可在屏幕

上反复修改曲面形状，使工件在冲压成形时不致产生工艺缺陷，从而保证了模具和工件的质量。模具型面的模型保存在数据库中，TINCA软件可利用这些数据，进行模具型面的数控加工。美国的Diecomp公司开发的计算机辅助级进模设计系统PDDC，可以完成冷冲模设计的全过程，包括从输入产品和技术条件开始设计出最佳样图，确定操作顺序、步距、空位、总工位数，绘制带料排样图，输入模具装配图和零件图等，比传统设计提高功效8倍以上。在优化设计方面，利用有限元技术的应力应变分析在塑性成形CAD中已获得较为普遍应用。

我国模具CAD/CAM的研究与开发始于20世纪70年代末，发展也很迅速。到目前为止，先后通过国家有关部门鉴定的有精冲模、普遍冲裁模、级进模、汽车覆盖模、辊锻模、锤锻模和注塑模等CAD/CAM系统。但直到现在有些系统仍处于试用阶段，尚未在生产中推广应用。为迅速改变我国模具生产的落后面貌，今后应继续加速模具CAD/CAM的研究开发和推广应用工作。

3.3焊接成形CAD 目前，在焊接结构生产的各个环节中计算机得到广泛应用。90年代初，国际焊接学会将这类应用概括为“计算机辅助焊接技术”（CAW）。现在CAW已不限于焊接结构和接头的计算机辅助设计、焊接工装计算机辅助设计、焊接工艺计算机辅助计划、焊接工艺过程计算机辅助管理等以计算机软件为主的许多方面，而且还涵盖了焊接过程模拟、焊接工艺过程控制、传感器以及生产过程自动化等与计算机应用有关的方面。

20世纪80年代提出了计算机集成制造系统的概念。可以认为，CIMS是从订货到加工、直至发货的全部过程的各个步骤都可以从计算机中及时得到必需的信息集成系统。焊接CIMSA系统，自20世纪90年以来在造船、桥梁、建筑、汽车等行业中得到了一些应用。以船舶生产为例，设计人员首先要根据设计标准和用户要求进行初步设计，然后在对结构强度、刚度分析的基础上，还要考虑制造能力，再进行分段的详细设计。这些工作可运用CAD、CAE等软件来实现。焊接生产的计划管理与装配焊接过程设计，则通过计算机的CAPM和CAPP系统来实现。

3.4 注射成型CAD 包括产品图模具型腔图的尺寸转换、标准模架与典型结构的生成、模具零件图和总培育图的生成、模具刚度与强度校核、设计进程管理、模具成本分析与计算等。注射模工艺分析已成熟的商品化软件，可以预测注射成型流动和保压阶段的压力场、温度场、应

力应变场和凝固层的生成，从而有效地指导实际生产。

在西方先进工业国家，注射模CAD/CAE/CAM技术的应用已非常普遍。公司之间模具订货所需的塑料制品资料已广泛使用电子文档，能否具有接受电子文档的模具CAD/CAM系统已成为模具企业生存的必要条件。当前代表国际先进汪洋的注射模CAD/CAE/CAM的工程应用具体表现在如下方面：

（1）基于网络的模具CAD/CAE/CAM集成化系统开始使用。英国Delcam公司在原有软件DUCT5的基础上，为适应最新软件发展及实际需求，向模具行业推出了可用于注射模CAD/CAM的集成化系统。该系统覆盖了几何建模、注射模结构设计、反求工程、快速原型、数控编程及测量分析等领域。系统的每一个功能既可独立运行，又可通过数据接口作集成分析。

（2）微机软件在模具行业中发挥着越来越重要的作用。在90年代初，能用于注射制品几何造型和数控加工的模具CAD/CAM系统主要是在工作站上采用UNIX操作系统开发和应用，如在模具行业中应用较广的美国Pro/E、UGII、CADDS5，法国CATIA、EUCLID和英国的DUCT5等。随着微机技术的飞速进步，在90年代后期，基于Windows操作系统的新一代微机软件，如Solid Works、Solid Edge、MDT等崭露头角。这些软件不仅在采用NURSB曲面三维参数化特征造型等先进技术方面继承了工作站级CAD/CAM软件的优点，并且在Window风格、动态导航、特征树、面向对象等方面具有工作站级软件所不能比拟的优点，深得使用者的好评。

（3）模具CAD/CAE/CAM系统的智能化程度正逐步提高。当前，面向制造、基于知识的智能化功能现已成为衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。许多软件都在智能化方面做了大量的工作。如以色列Cimatron公司的注射模专家系统，能根据脱模方向优化成分模面，其设计过程实现了加工参数的优化等，这些具有智能化的功能可显著提高注射模的生产率和质量。

（4）三维设计与三维分析的应用和结合是当前注射模技术发展的必然趋势。在注射模结构设计中，传统的方法是采用二维设计，即先将三维的制品几何模型投影为若干二维视图后，再按二视图进行模具结构设计。这种沿袭手工设计的方式已不能适应现代化生产的集成化技术的要求，在国外已有越来越多的公司采用基于实体模型的三维模具结构设计。与此相适应，在注射过程模拟软件方面，也开始由基于中性层面的二维分析方工式向基于实体模型的三维分析方式过渡，使三维设计与三维分析的集成得以实现。

参考文献

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第四篇：波尔多液在果树生产中的应用

波尔多液在果树生产中的应用

波尔多液是由硫酸铜、石灰和水配制成的天蓝色悬胶体，其有效成分是碱式硫酸铜，是一种常用的保护性杀菌剂，具有药效持久、耐雨水冲刷、原料便宜、病菌不易产生抗性等优点，被广泛应用于果树病害防治。但如果配制、使用不当，也会给果树生产造成损失，因此，使用时应注意一些事项。1 波尔多液的成分

波尔多液成分为硫酸铜、石灰和水，因喷施对象不同，硫酸铜和石灰的比例不同，根据二者比例，波尔多液可分为等量式（1：1）、倍量式（1：2）、半量式（1：0.5）、少量式（1：0.25～0.4）和多量式（1：3～4）五种。波尔多液中硫酸铜越多，石灰越少，杀菌力越强，抵抗雨水冲刷力越弱，残效期越短;反之，杀菌力越弱，抵抗雨水冲刷力越强，残效期越长。2 波尔多液的配制方法 2.1 两液法

用一半水溶解硫酸铜，一半水溶解生石灰，然后将二者同时倒入第三容器，边倒边搅拌。2.2 稀铜浓灰法

用大量水溶解硫酸铜，少量水溶解石灰，再将稀硫酸铜缓缓倒入浓石灰中，边倒边搅拌。质量好的波尔多液应呈悬胶体状态，天蓝色，微碱性，PH值7.5左右。3 配制时注意事项 3.1 选择优质的原料

石灰要选用色白、质轻、块状的优质生石灰，若用消石灰，用量要增加30%；硫酸铜要选用蓝色、有光泽的硫酸铜结晶体,含有红色或绿色杂质的粉末状硫酸铜不能使用。3.2 选择合适的容器

配制波尔多液时不能使用铁、铝等金属器皿，以免发生置换反应，可选用木制或水泥等非金属器皿。

3.3选择正确的配制程序

配制波尔多液时，两液温度不能高于气温；用稀铜浓灰法配制时，严禁将浓石灰倒入稀硫酸铜中，否则，易产生药害。另外，波尔多液要随配随用，不可久置，更不能过夜。无论用哪种方法配制波尔多液，都要将硫酸铜和石灰溶解后的残渣过滤干净，以免发生药害。4 使用时注意事项

4.1 根据树种、品种选择合适的波尔多液配方比例

在各类果树中核果类、柿、苹果、梨等对铜离子较敏感，其中柿最敏感，应选用多量式高倍波尔多液，硫酸铜:石灰:水为1：3～4:400～600;苹果、梨一般用多量式波尔多液，硫酸铜:石灰:水为1：3:200～250；枣树上用倍量式波尔多液，硫酸铜:石灰:水为1：2:150～200；苹果中的金冠、红玉、乔纳金使用波尔多液易产生果锈；桃、李、杏等核果类果树生长期不能使用波尔多液，否则导致早期落叶；葡萄对石灰较敏感，一般用半量式或少量式波尔多液，硫酸铜:石灰:水为1：0.5～0.7:200～240。

4.2 根据果树生育期、天气状况确定是否使用波尔多液

波尔多液为保护性杀菌剂，应在果树发病前喷施，在果实采收前20-25天停止施用，以免污染果面；幼果期不能使用，可用锌铜波尔多液代替，其配比为硫酸锌：硫酸铜：石灰:水为0.5：0.5：1:180～200；有雾天气、或叶片上露水未干时、或雨前不能使用，夏季应在晴朗天气、下午5时以后喷施。4.3 注意药剂的合理混用

波尔多液为碱性农药,不能与克螨特、多菌灵、托布津、三氯杀螨醇、代森铵、代森锌、代森锰锌、甲霜灵、杀螟松等绝大多数农药混用；不能与防落素、赤霉素、多效唑、2,4-D、矮壮素、乙烯利等植物生长调节剂混用；不能与硼砂(酸)、磷酸二氢钾等叶面肥混用。与上述药剂和肥料交替使用如间隔期过短,会发生反应而降低药效或完全失效。波尔多液能与0.2%～0.3%尿素混用,但应随配随用；与马拉硫磷、对硫磷、水胺硫磷、杀螟硫磷混用时，也应随混随用；还能与敌百虫混用。4.4 一旦产生药害，及时挽救

苹果中的金冠、红玉、乔纳金幼果期使用易产生果锈，误喷后应立即喷施防锈灵解救；若喷后遇雨，应在雨后加喷一次稀石灰水；如已产生药害，首先要进行叶面喷肥或喷施植物生长调节剂，浓度低于常规浓度，要立即浇水施肥，中耕松土，为根系创造良好的土壤环境，增强根的吸收能力，并且在秋季增施优质有机肥。

第五篇：金属材料在军工生产中的应用

金属材料在军工生产中的应用

人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。

金属材料的结构及其性能决定了它的应用。而金属材料的性能包括工艺性能和使用性能。工艺性能是指在加工制造过程中材料适应加工的性能，如铸造性、锻造性、焊接性、淬透性、切削加工性等。使用性能是指材料在使用条件和使用环境下所表现出来的性能，包括力学性能（如强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等）、物理性能（如熔点、密度热容、电阻率、磁性强度等）和化学性能（如耐腐蚀性、抗氧化性等）。

我们对金属材料的认识应从以下几方面开始：

一、分类：

金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。

1、黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上的工业纯铁，含碳 2％～4％的铸铁，含碳小于 2％的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。

2、有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。

3、特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金，以及金属基复合材料等。

金属材料具有许多优良性能，是目前国名经济各行业、各部门应用最广泛的工程材料之一，特别是在车辆、机床、热能、化工、航空航天、建筑等行业各种部件和零件的制造中，发挥了不可替代的作用。

在航空航天中的应用。航空航天产品受使用条件和环境的制约，对材料提出严格要求。采用的结构材料须轻质、高强、耐高温和耐高温腐蚀。航空航天材料主要包括航空航天结构材料和航空航天功能材料。结构材料主要包括运载火箭及导弹材料和航天飞行材料。运载火箭箭体用金属材料主要是高强铝合金，推进剂储存箱用金属材料主要是高强可焊铝锂合金。火箭发动机主要使用电寿材料、高温合金、超低温钛合金、高强钛合金、不锈钢、金属间化合物等材料。

二、金属材料的发展趋势 金属材料，尤其是新型金属材料在目前的情况下，应用较为广泛，前景依然不错，这种状况将持续很长时间，非金属材料的研究进展将决定这种状态的时间长短。（1）镁及镁合金

镁由于优良的物理性能和机械加工性能，丰富的蕴藏量，已经被业内公认为最有前途的轻量化材料及21世纪的绿色金属材料，未来几十年内镁将成为需求增长最快的有色金属。汽车、摩托车等交通类产品用镁合金，镁作为实际应用中最轻的金属结构材料，在汽车的减重和性能改善中的重要作用受到人们的重视。世界各大汽车公司已经将镁合金制造零件作为重要发展方向。电子及家电用镁合金，汽车行业对镁合金的大量需求，推动了镁合金生产技术的多项突破，镁合金的使用成本也大幅度下降，从而促进了镁合金在计算机、通讯、仪器仪表、家电、医疗、轻工等行业的应用发展。其中，镁合金应用发展最快的是电子信息和仪器仪表行业。在薄壁、微型、抗摔撞的要求之下，加上电磁屏蔽、散热和环保方面的考虑，镁合金成了厂家的最佳选择。另外，镁合金外壳可使产品更豪华、美观。在电子信息和仪器仪表行业的镁合金制品的单位重量和尺寸不如汽车零部件，但它的数量大、覆盖面广，其用量也是巨大的。所以，近几年电子信息行业镁合金的消耗量急剧增加，成为拉动全球镁消耗量增加的另一重要因素。其它如铝合金添加剂、镁牺牲阳极和型材用镁合金等。镁牺牲阳极作为有效的防止金属腐蚀的方法之一，广泛应用于长距离输送的地下铁制管道和石油储罐。（2）、钛及钛合金

钛及钛合金具有密度小、比强度高和耐蚀性好等优良特性。随着国民经济及国防工业的发展，钛日渐被人们普遍认识，广泛地应用于汽车、电子、化工、航空、航天、兵器等领域。钛合金所具有的这一系列突出优点，使其在飞机结构和航空发动机中获得了越来越广泛的应用。近年来，世界钛工业和钛材加工技术得到了飞速发展，海绵钛和钛合金加工材的生产和消费都达到了很高的水平。我国钛资源丰富，储量居世界前列，目前已经成为世界上继美国、俄罗斯、日本之后，具有完整工业体系和生产能力的世界第4大钛工业国，加强我国钛合金材料的研究和应用推广对促进我国航空工业的快速发展具有重要意义。伴随着钛工业的发展，我国钛及钛合金的标准从建立、发展也已经历近40年，现已形较为完整的标准体系。从钛的应用领域来看，以美国、日本为例，美国钛的最大应用领域是航空航天，占到总消费量的58.5%；日本则是火力、核电厂，及板式热交换器，两者合计占总消费量的41.9%。从下表可以看出，与美国相比，日本在更多方面使用钛。在体育用品方面，除了在高尔夫球杆头上使用钛以外，还有短距离用跑鞋的销钉、羽毛球拍及冰杖等登山器具、滑雪滑冰用的冰刀刃、自行车架、轮椅等等。美日两国在化学工业及油气田钻探装置上的用钛量都在增加。在计算机磁盘(真空镀膜)、纤维纺织机的框架、餐具、帐篷用具、拐杖和照相机等方面都巧妙地使用钛。

相对于美国、前苏联、德国、英国、法国等工业化国家在钛合金工业领域发展而言，我国在钛合金材料方面的研究和应用起步较晚。与上述钛工业化强国存在不小的差距。我国生产的熔炼用的海绵钛的纯净度低，钛合金铸锭的杂 质含量高，组织均匀性差，熔炼工艺的稳定性不高。钛合金半成品加工设备的能力普遍偏低，同时造成钛合金半成品的质量低且不稳定。从钛合金材料标准角度来看，与美国112项AMS宇航专用钛合金材料标准相比，我国的钛合金材料标准数量明显不能满足于未来航空工业的发展需求。在标准的技术内容方面与上述国家的差距则主要体现在钛合金半成品的规格、质量要求、检验测试手段及品种类型等。我国钛合金材料和钛合金材料标准与这些国家产生差距的原因有两方面：一是我国钛工业化历史的时间短，在我国开始钛合金研究的时候，上述国家已经进入钛的工业化阶段了；二是终端航空武器装备的差距，各种型号的大型军用运输机、轰炸机、歼击机、武装直升机等。为了满足我国航空武器装备的需求，更好地服务于国防事业，在钛合金材料的研究和应用领域及钛合金材料的标准化工作领域应着手开展以下的工作。（3）、铝及铝合金

铝合金具有密度小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。随着电力工业的发展和冶炼技术的突破，其性价比大为提高，目前交通运输业已成为铝合金材料的第一大用户。

铝锂合金具有低密度、高比强度、高比刚度、优良的低温性能、良好的耐腐蚀性能和卓越的超塑成型性能，用其取代常规的铝合金可使构件质量减轻15%，刚度提高15%～20%，被认为是航空航天工业中的理想结构材料。在航天领域，铝锂合金己在许多航天构件上取代了常规高强铝合金。铝锂合金作为储箱、仪器舱等结构材料具有较大优势。国外预测，含钪铝-镁合金及其它系列的铝合金有可能成为下一代飞机的重要结构材料。TiAl基合金的板材除了有望直接用作结构材料外，还可以用作超塑性成型的预成型材料，并用于制作近净成型航空、航天发动机的零部件及超高速飞行器的翼、壳体等

总之，随着科技的进步，未来将会有大量的金属及金属合金产品面世。金属的应用将会应用到极致，其发展趋势也将一片明朗。（4）、铝合金材料在航空航天中的应用

铝合金是亚音速飞机的主要用材，目前民用飞机结构上的用量为70%～80%，其中仅铝合金铆钉一项每架飞机就有40～150万个；据波音飞机公司的统计，制造各类民用飞机31.6万架，共用铝材7100千吨，平均每架用铝22吨。铝制零部件在先进军用飞机中的比例虽低一些，但仍占其自身总质量的40%～60%。据预测，2010年全球航空航天铝材的消费量可达60万吨，年平均增长率约为4.5%。

航空航天铝材的价格比普通民用铝材的价格高得多，为后者的18倍左右，是一个非常重要的市场，而其政治与军事意义则尤为重大。2002年美国航空航天铝材的价格为33000～44100美元/吨，而普通民用铝材的价格只不过2200～3500美元/吨。美国是世界航空航天工业巨头，其用铝约占全球此领域用铝量的50%强，其他国家如法国、俄罗斯、中国、日本、巴西、加拿大、英国等的用量为50%弱。2002年，全世界航空航天用铝量约42万吨，其中美国的用量为21.4万吨。美国铝业公司（Alcoa）是世界航空航天铝材的主要供应者，占全球总供应量的35%以上，为了保持其在该领域的世界霸主地位，获得更大的利润，经过精心的全面的调查研究与策划后，于2002年提出了一个名为“20-20攻关计划（20-20Initiative）”的计划。计划内容与目标包括：在20年时间内，开发一批新的高性能铝合金，改进铝制零部件的设计，采用高技术制造工艺，使铝制零部件的质量下降20%，使铝制零部件的制造成本与维护费用减少20%。铝锂合金具有低密度、高比强度、高比刚度、优良的低温性能、良好的耐腐蚀性能和卓越的超塑成型性能，用其取代常规的铝合金可使构件质量减轻15%，刚度提高15%～20%，被认为是航空航天工业中的理想结构材料。在航天领域，铝锂合金己在许多航天构件上取代了常规高强铝合金。铝锂合金作为储箱、仪器舱等结构材料具有较大优势。

国外预测，含钪铝-镁合金及其它系列的铝合金有可能成为下一代飞机的重要结构材料。TiAl基合金的板材除了有望直接用作结构材料外，还可以用作超塑性成型的预成型材料，并用于制作近净成型航空、航天发动机的零部件及超高速飞行器的翼、壳体等。

三、结语

随着金属合金材料日益广泛的应用到各个领域中，甚至于军事武器装备，势必对金属合金材料的研究与开发创造了更好的机遇，也对金属合金材料提出了更严格更高标准的要求，开创出更多性能优异的金属合金材料势在必行。