自動化免疫分析精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇自動化免疫分析，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞：運動控制；輪廓誤差；前饋復合控制；變增益交叉耦合控制

中圖分類號：TP273文獻標識碼：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

化學發光免疫分析法是以標記發光劑為示蹤物信號建立起來的一種非放射標記免疫分析法。它具有靈敏度高、線性范圍寬、分析速度快等優點，已成為臨床免疫學檢驗中的常用手段而獲得了廣泛應用[1-3]。相應的化學發光免疫分析儀器已成為臨床免疫學檢驗中不可或缺的檢測設備。全自動化學發光免疫分析儀一改過去依賴于手工加樣，再交由儀器測量的半自動化技術局面，是近十年來免疫檢驗技術的一次飛躍。全自動化學發光免疫分析儀需要對大量的樣本進行連續的處理，取樣平臺運動控制系統是設備實現自動化的基礎。需要設計出響應速度快、重復定位精度高、按規定軌跡運動的取樣平臺運動控制系統。

本文討論了全自動化學發光免疫分析儀取樣平臺X―Y軸運動控制器的設計，包括單軸運動控制器和兩軸變增益交叉耦合控制器的設計，最后給出了相應的實驗結果。

1取樣平臺運動系統硬件結構

三自由度機械臂是取樣平臺的主要部分，包括兩根X軸平行導軌、X軸滑塊、兩根Y軸導軌、Y軸滑塊、Z軸齒形針管、Z軸液面傳感器模塊等，具體結構如圖1所示。三個自由度分別是X軸的左右滑動、Y軸的前后滑動、Z軸的上下傳動。X、Y軸的運動由直流電機驅動，實現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X-Y軸運動的控制。

圖1機械臂機械模型

Fig.1 Model of the Mechanism Robot Arm

2取樣平臺運動控制器設計

取樣平臺X軸、Y軸的控制目標是完成精確的位置控制。不僅對單個軸的運動速度和定位精度有嚴格要求，而且要求雙軸聯動時兩軸之間的動態配合要好。因此對單軸跟蹤誤差和位置軌跡輪廓誤差都需要加以考慮；在連續運動控制過程中，不但要考慮單軸的控制策略，還要考慮雙軸聯動時的交叉耦合控制策略[4,5]。

2.1取樣平臺單軸運動控制器設計

提高每一個運動軸的控制跟蹤精度能有效地減小系統輪廓誤差。取樣平臺的單軸控制器采用傳統的速度內環，位置外環雙閉環結構[6]。

2.1.1取樣平臺單軸速度環數學模型

數字隨動系統中必須有D/A、A/D轉換器或相當于其功能的轉換裝置。在該系統中，起D/A作用的是數字脈寬調制裝置。它把數字輸出量轉化為脈寬可調的方波電壓，并保持一個采樣周期Ts，相當于一個零階保持器，其傳遞函數為：

(1)

起A/D作用的是數字測速裝置。其基本原理是數值微分，可等效為一個純延遲環節。用Tr表示純延遲時間，得傳遞函數為：

(2)

數字計算機的傳遞函數也可等效為一純延遲環節，設Td為計算延遲時間，則其傳遞函數為：

(3)

綜上所述，數字計算機及轉換裝置的傳遞函數為：

(4)

則取樣平臺單軸控制系統動態結構圖如圖2所示。

圖2單軸控制器動態結構圖

Fig.2 Block diagram of the single-axis controller

圖中：Go(s) ――計算機及轉換裝置等效傳遞函數；

Ks――數字脈寬調制裝置功率放大倍數；

Ce――伺服電機反電動勢；

Tm――電力拖動系統機電時間常數；

α――速度反饋系數。

增加速度環的作用是：

(1)減小系統固有部分的慣性，提高系統的快速性；

(2)削弱被轉速反饋包圍部分參數變化及非線性影響，提高系統剛度，擴展調速范圍。

2.1.2取樣平臺單軸位置控制器設計

采用古典方法進行單軸位置控制器的設計，無法解決動態特性與穩態精度間的矛盾。為此，設計智能控制器來克服一些控制理論靠單純的數學解析結構難以處理對象不確定性的弱點。在本系統中，采用非線性量化因子模糊控制器實現位置控制器的設計[7,8]，其結構圖如圖3所示。

圖3單軸位置環模糊控制器結構圖

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。通過非線性量化因子Fe、Fec將e、ec從語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；

ae、aec――常數。

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“負大”、“負中”、“負小”、“零”、“正小”、“正中”、“正大”。E、EC及U的 賦值見表1，模糊規則表見表2。模糊推理采用Mamdani準則，輸出模糊量逆模糊化采用加權平均法。

為了進一步提高系統的控制精度，在該取樣平臺單軸控制系統中，利用輸入量的一階和二階導數信號進行前饋補償，構成前饋復合控制（Feedforward Compound Control）[9]。具體實現框圖如圖4所示。引入輸入量一階導數前饋信號可以補償速度誤差，引入輸入量二階導數前饋信號可以補償加速度誤差。

圖4單軸前饋復合控制器結構圖

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，KV為等效放大倍數，TV為等效時間常數；

D(s) ――前饋環節傳遞函數。

根據完全不變性原理，取

(6)

2.2雙軸變增益交叉耦合輪廓跟蹤控制

根據各個運動軸的反饋信息和差補值，實時修正輪廓誤差模型的增益，以尋求最佳的補償律并反饋到各軸，從而達到補償輪廓誤差的目的，這就是變增益交叉耦合控制（Variant Gain Cross-coupling-control）[10-12]。根據上述單軸控制器設計及交叉耦合控制原理，得出取樣平臺雙軸協調運動控制系統框圖如圖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；Cy為Y軸的交叉耦合增益系數；ε為系統的輪廓誤差；Cc為交叉耦合控制器，u為其輸出。對于給定的系統，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交叉耦合系數Cx、Cy分解到兩個進給軸上，從而控制兩軸的協調運動。

圖5雙軸變增益交叉耦合控制器結構框圖

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典的PID控制策略[13]，控制器的參數用實驗方法得出。補償量為

ε=-exCx+eyCy (7)

X、Y軸的補償分量Ux、Uy分別為

(8)

Cx、Cy可以根據文獻[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為變增益交叉耦合控制器。

3實驗結果與分析

以長春光機醫療儀器有限公司的CA-2000全自動化學發光免疫分析儀原理樣機為平臺，對本文所設計的運動控制器進行了實驗研究。

圖6是單軸S型曲線位置隨動過程的實驗曲線。可以看出，穩態誤差變化范圍是0.4%～0.9%，穩態誤差的影響已經基本克服。非線性量化模糊控制在誤差較小時采取的非線性處理結構是達到此控制效果的主要原因；動態跟蹤誤差也明顯降低，這是是前饋控制的本質決定的。此外，實驗發現在隨動過程中電樞電流的平均值明顯變小。這是因為：在穩態時，一方面該控制器不需要頻繁做較大范圍的調整輸出，就不會造成速度環給定出現較大的變化；另一方面，該控制方法抑制擾動能力也優于基本模糊控制；在動態跟蹤過程中，前饋控制能夠依據給定和系統前向通道的變化產生提前的控制量，克服偏差控制量產生的滯后，因此，速度超調就被有效地克服了。

為了驗證雙軸變增益交叉耦合軌跡跟蹤的實際效果，按照取樣臂的運行范圍，以圖7的路徑為例進行實驗研究，以加樣系統Z軸的垂直中心M為研究對象。采用NURBS插值方法[14]進行路徑規劃，其中參考進給速度為400mm/s。圖8對實際速度與理論速度進行了比較，實驗中通過局部放大可以看出實際速度相對于理論速度約有60ms的滯后，曲線基本重合。根據編碼器反饋的實際值和M點在平面某附近點的X、Y軸的參考坐標，就可以獲得M點的實際輪廓曲線和理論輪廓曲線。M點實際運動軌跡與參考軌跡之間的輪廓誤差可以通過輪廓誤差計算公式得到，如圖9所示。結果表明，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。

圖7軌跡跟蹤曲線

Fig.7 Curve of the trajectory tracking

圖8實驗速度曲線

Fig.8 Experimental speed curve

圖9變增益交叉耦合輪廓誤差

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

4結論

本文針對取樣平臺運動系統的要求，進行了單軸速度環與位置環控制器的設計；為了進一步提高單軸的跟蹤精度，利用輸入量的一階、二階導數信號進行前饋控制，構成前饋控制和反饋控制相結合的復合控制系統；基于觀測跟蹤誤差和輪廓誤差兩種誤差，進行了變增益交叉耦合控制器的設計。在硬件不變的情況下有效地提高了系統的跟蹤精度，使系統的輪廓誤差明顯降低，同時響應時間也滿足設計要求。實驗結果表明，此控制策略滿足了取樣平臺的高精度、高速度的定位的工作要求。

參考文獻

[1] D.S. Hage. Immunoassays [J]. Anal.Chem., 1999, 71: 294-304.

[2] 王栩, 林金明. 化學發光免疫分析技術新進展[J]. 分析實驗室, 2007, 19(6): 329-331．

[3] LJ Kricka. Chemiluminescence and Bioluminescence [J].Anal. Chem., 1999, 71: 305-308.

[4] Masory O, Xiu D. Contour errors in a new class of CNC machine tools [C]. The 1998 World Automation Congress. Alaska, 1998.

[5] 張崇巍等. 運動控制系統[M]. 武漢: 武漢理工大學出版社, 2002: 12-20.

[6] 孫旭. 計算機控制系統設計方法[J]. 艦船科學技術, 2000(1): 33-36.

[7] 諸靜等. 模糊控制原理與應用[M]. 機械工業出版社, 1995: 240-268.

[8] 余永權，曾碧. 單片機模糊邏輯控制[M]. 北京航空航天大學出版社，1995: 289-297.

[9] 張堅. 跟蹤雷達大閉環控制系統復合控制模擬綜合設計實驗[J]. 火控雷達技術，1996，20(1): 1-9.

[10] Y. Keron, C. C. Lo. Advanced Controller for Feed Drivers[J]. Annals of CIRP, 1992, Vol. 41: 689-698.

[11] Y. Keron, C. C. Lo. Variable-gain Cross-Coupled Controller for Contouring[J]. Annals of CIPR, 1991, Vol. 104: 371-374.

[12] 王治平等. 多軸伺服機構高精度路徑控制[C]. 中國機械工程學會（臺灣）第十三屆學術研討會（控制），1997.

[13] 喬治中，陳拯中，王銀添. 兩軸運動機構精密運動控制[C]. 八十七年度機械人與自動化研討會（臺灣），明志工專, 1998.

篇2

化學發光免疫分析包括三大類型: 即標記化學發光物質的化學發光免疫分析、 標記熒光物質的熒光化學發光免疫分析和標記酶的化學發光酶聯免疫分析。化學發光免疫分析技術可測定內分泌激素、 腫瘤標志物、 血藥濃度、 傳染病和心血管疾病標志物、 貧血及過敏原等項目［1］。目前對運動員血清睪酮的檢測， 大多采用放射免疫法， 由于其自動化程度低， 不適用于快速檢測， 又有放射污染。美國Beckman．Coulter公司和法國Pasture研究院合作生產的Access全自動微粒子化學發光免疫分析儀， 其方法學具有高靈敏性、 高精確性、 高穩定性等特點， 無需對樣本進行測前處理， 簡便的自動化操作， 全程僅需15～20 min， 且無放射污染。本室引進Access免疫分析系統對運動員血清T進行定量測定， 現對該方法的臨床應用評價如下。

1 材料和方法

1.1 檢測對象 無錫市體育管理中心運動員122人， 年齡≥15歲， 其中男64人， 女58人。對照組為來我院正常體檢的中學生， 男、 女各30人。采運動員清晨靜脈血2 mL， 分離血清后進行檢測。

1.2 材料 血清睪酮的檢測采用Access磁微粒化學發光免疫分析系統。Access免疫分析系統及配套的T試劑盒， 沖洗緩沖液， 堿性液， 酸性液， 定標液， 基質液(Substrste)， 反應杯(RV管)由BeckmanCoulter公司提供。

1.3 方法

1.3.1 標準曲線 分別取0、 1.7、 5.2、 13.9、 27.8、 55.5 nmol/L T標準液， 在Access免疫分析系統中執行自動定標程序。以2次測定結果的均值， 進行數學邏輯處理， 繪制標準曲線。

1.3.2 統計學分析 兩組間數據采用t檢驗。

2 結果

2.1 精密度測試 取低、 中、 高值的混合血清分別重復測定20次， 計算變異系數CV， 反映批內精密度。每天對不同濃度的質控血清測定1次， 連續20 d， 評價批間精密度。低、 中、 高值批內CV分別為4.1、 2.7、 1.6; 批間CV 分別為4.4、 3.2、 2.6。

2.2 血清睪酮檢測結果及統計分析 運動員血清睪酮檢測結果顯示， 男女運動員與各自相同性別正常人對照組之間無統計學意義（P>0.05）。 表1 運動員血清睪酮檢測

3 討論

Access免疫分析通過在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)標記的抗原， 經37℃孵育后， 形成競爭法抗原抗體結合成的復合物。再加入底物 AMPDD(一種金剛基二螺［4， 4］二氧乙烷的磷酸脂)發光劑。AMPDD經ALP水解， 生成一種不穩定的陰離子， 該陰離子分解時持續發光， 且與ALP量成正比， 通過測定相對發光單位(relative light unit， RLU)定量檢測血清中物質的濃度［2］。

對運動員血清T檢測結果表明， CV％值較小， 說明儀器重復性較好， 測定結果穩定。 T的測定濃度范圍在0～55.5 nmol/L之間， 能夠滿足運動員正常測試的需要。自動化的Access免疫分析系統， 既具有化學發光檢測的高靈敏度， 又具有免疫分析的高特異性， 準確性、 穩定性， 能夠快速及時的為運動員訓練監控提供可靠的依據。另外， 它是用化學試劑來標記抗原或抗體， 避免了因使用放射性核素而帶來的對人體和環境的危害。

但由于試劑成本的原因， Access免疫分析系統仍未廣泛應用于臨床。隨著臨床需求的進一步擴展， 高靈敏度、 寬線性Access免疫分析系統的將得到廣泛應用。

參考文獻

篇3

就現在開發OA的技術來說，主要集中分為三大類：基于C/S結構的應用程序開發，結合C/S結構和Web技術的復合應用程序，基于B/S結構的動態網頁技術。以下將分析這三類技術的各自優缺點：

C/S結構系統：是傳統開發模式，一般以數據庫和客戶端的兩層結構實現，也有加入中間件的三層或多層結構，在OA早期是標準的系統模式，但隨著計算機技術的發展和網絡的發展，它已經無法滿足現在的遠程網絡辦公和移動辦公，逐漸在被取代

C/S+Web技術：是為了補充C/S結構的不足，在C/S基礎上加入Web技術來實現對遠程數據的獲取，但擁有一定局限性，如數據及時更新、軟件升級等問題就無法很好解決

B/S結構系統：是援用動態網頁技術，加入OA的開發理念，完全適應網絡辦公和移動辦公需求，也是現代辦公自動化系統的首選技術。

就B/S結構的開發，具體技術又有多種選擇：JSP+J2EE，ASP+IIS，ASP.net+Microsoft .NET Framework，PHP+Apache，就這幾門技術，可以說各有其優缺點，分析如下：

JSP技術：具有良好的跨平臺性，加上J2EE功能十分強大，但是J2EE的布置使開發成本顯得略高，而且沒有良好的安裝界面

PHP技術：是早期動態網頁技術中的強手，但隨著JSP技術與ASP技術的不斷更新，使得PHP技術稍微比較落后

ASP技術：類似于PHP技術，開發簡便，快速，加上IIS的功能支持，是比較簡易快速的開發技術

ASP.net：可以說是ASP技術的替代技術，是ASP的一大進步，在Microsoft .NET Framework的強大支持下，可以使用C#、VB、java script三種語言來編寫代碼，采用預先編譯技術，使得代碼安全性加強

最終討論結果：在針對于中小型企業用戶，建議采用ASP.net技術，理由是，該技術易于服務器的維護，成本相對較低，開發周期較短

在針對政府部門用戶，建議采用JSP或ASP.net技術，理由是，政府部門服務器很多已經改裝為Linux系統，在該平臺下采用JSP技術較成熟；如果是Windows用戶，則采用ASP.net技術

二、OA概述

人們普遍使用計算機來提高個人工作效率，但是在需要許多人一起協同工作的現代工作環境中，我們更需要提高我們的整體工作效率。利用網絡通訊基礎及先進的網絡應用平臺，建設一個安全、可靠、開放、高效的信息網絡和辦公自動化、信息管理電子化系統，為管理部門提供現代化的日常辦公條件及豐富的綜合信息服務，實現檔案管理自動化和辦公事務處理自動化，以提高辦公效率和管理水平，實現企業各部門日常業務工作的規范化、電子化、標準化，增強檔案部門文書檔案、人事檔案、科技檔案、 財務檔案等檔案的可管理性，實現信息的在線查詢、借閱。最終實現“無紙”辦公。

辦公自動化，一個極大的概念，一個炒作了很久的概念。無論是辦公設備公司，還是系統集成公司，都大力推出自己的辦公自動化產品。有辦公設備、辦公自動化電腦、辦公自動化軟件。可見，辦公自動化中內容龐大，可為空間不可小視。那么，首先我們來探討一個問題，什么是辦公？

辦公實際就是文件的制作、修改、傳遞、簽定、保存、銷毀、存檔的過程。那么隨著文件的這一流程，產生了各種各樣的設備。隨著技術的發展，計算機網絡技術的進步，辦公自動化網絡的建設也得到了大力推廣。

傳統的辦公模式主要以紙介質為主，在信息革命的浪潮中，顯然已經遠遠不能滿足高效率、快節奏的現代工作和生活的需要。如何實現信息處理的自動化和辦公的無紙化逐步得到了人們的重視。

傳統辦公模式

辦公自動化提了多年，但效果并不明顯，人們還是停留在單機字處理和表格處理的所謂辦公自動化的初級階段。信息的交流和共享，以及團隊的協同運作等無法完美的實現，極大地限制了工作的效率。

Internet/Intranet的迅猛發展，為信息的交流和共享，團隊的協同運作提供了技術的保證，同時也預示著網絡化辦公時代來臨。

網絡化辦公模式

現有辦公自動化系統和大型信息管理系統中，企業業務流程重組或者是文件流轉功能都是核心功能。同時我們也認為，企業辦公主要是一個文件流轉的過程，所有的辦公事務都可以抽象成一個數據庫表單。

傳統的辦公自動化系統和大型MIS系統在處理企業管理流程中大多采用企業業務流程重組（BKR），其核心思想就是要先優化企業業務管理流程，再根據優化后的流程建設企業信息系統。這樣不僅在系統建設中工作量巨大，同時面臨來自企業內部重重的阻礙。

我們的核心思想是；前期系統建設中不牽涉企業內部業務流程重組，只是協助企業通過方便的流程自定義等功能進行流程電子化，以及不斷根據實際需求去改變電子化流程。

三、系統結構設計

現在的網絡辦公自動化系統可以說百家爭鳴，各有所長，但是一般的B/S結構系統都做得比較固定，也就是針對某個行業甚至某個企業而開發的，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系統都具有相同的功能，只是表現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，是可以統一的。

我的基礎思想是開發一個底層的通用型OA平臺，在此平臺下實現OA系統的主要功能模塊的底層操作，這樣，當針對某個企業或者政府部門開發OA系統時，只需在此基礎上稍加修改，就可以成為一套具有很強針對性的OA系統，這樣方便該系統的二次開發，也方便于針對不通性質部門單位的OA系統的定制。

可以看出，底層通用型管理模塊是整個OA系統的基礎，而應用層模塊是面對客戶的，它是界面和業務邏輯的結合體，針對不通企業將有所不通，這種結構將很好的解決一套OA的多種定制功能，便于二次開發。

四、通用型管理模塊功能劃分

針對于這個底層模塊，它并不需要實現實際的功能，它主要是負責完成應用層交付的任務和與底層數據庫交換數據，所以它的功能是比較抽象的、統一的和可擴展的。雖然如此，我們還是將這個模塊按不同的功能細分，因為辦公系統有些模塊之間聯系并不緊密，比如公文管理系統與公共信息系統，郵件管理系統與辦公設備管理系統之間的聯系就不是那么緊密，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

公文管理主要負責公文的發送與接受工作，發送流程按照流程定

制來完成，所以還包括流程定制功能。這三大塊是OA的核心部分，實現也最為復雜，特別是流程定制功能，是一個非常靈活的模塊，它決定了該OA系統的效率和可用性

2．郵件管理

郵件管理主要功能是發送與接受內部郵件，發送與接受外部郵件（外部郵件服務器必須支持pop3），郵件需要存入數據庫，以便今后瀏覽查詢

3．表單管理

表單管理是一個輔模塊，基本上在其他所有模塊都有可能用大它的功能，它主要是實現表單模板的定制，表單的存儲，打印等功能。在一個企業，表單是很重要的一個東西，它在辦公過程中出現的頻率緊次于公文，所以這個模塊也非常重要，并且表單的定制與打印是一個技術難點

4．檔案管理

檔案管理功能是對準備歸檔的公文或者企業各類合同、協議、文件、指示、資料等的一個合理存儲與查閱功能，針對于復雜的分類和查閱權限，實現合理存取，管理得基本功能

5．人事管理

人事管理功能主要包括：員工資料管理，員工薪資管理，員工考勤管理，員工權限管理，部門機構管理，部門任命管理等等公司內部人事管理的所有功能，本子模塊將以底層視角反應員工得管理，包括職務和所屬性質都將按統一模式規劃，便于應用層定制模塊

6．日程安排

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

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，主要是針對所有部門的一個共用系統，該系統可以采用傳統模式，如論壇可以采用BBS系統等，底層主要是統一規范，提供基本功能

8．會議管理

會議對于任何一個公司都是重要的，而會議的形式隨著網絡的發展也變得多樣化起來，除了傳統的會議，還有網絡會議，視頻會議等新型會議方式，使得相隔甚遠的人之間也可以有了當面交流的環境。對于相隔較遠的部門，如總公司與子公司之間的交流建議采用非視頻的網絡會議，因為這個即可以滿足網速，也可以滿流得需求。對于處于同一個大廈的各部門，建議使用視頻會議，因為加入多媒體的功能，可以使得會議氣氛跟貼近傳統會議的效果，而且交流也更人性化，同時也可以得到局域網網速得支持。

這功能子模塊都是OA系統得基礎，在此之上，我們可以創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

篇4

關鍵詞：寧陽縣；礦區概況；研究分析

中圖分類號：TD87 文獻標識碼：A1 礦區概況

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

礦區地貌為平原，地形坡度較小，地勢北高南低。礦體大面積分布，上覆土層一般在1-2m之間。礦體遭受輕度風化，風化層厚度一般在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花崗巖，完整基巖即為礦體，呈巖床狀。主要礦物成分為斜長石、微斜長石、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，風化后呈黃灰色，顏色均勻一致，礦石結構均一，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，具有較好的穩固性能，抗壓強度及抗折強度均較大，吸水率為0.13g/c立方米，飽和抗壓強度為122.5Mp

a，肖氏硬度為77，耐堿度為99.98%，耐酸度為99.97%，干燥彎曲強度為9.5。能夠生產較大塊體的荒料，加工過程中不易破碎，板材成材率高，開采技術條件簡單，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礦物，似有銹點，故其市場商品名稱“銹石”，較純凈、不含鐵礦石者商品名稱為“白沙石”。

2 資源儲量估算

礦區面積27.33萬平方米，根據閔興石材公司及鄰近汶上縣境內的石材礦山生產情況及鉆探資料分析，地表以下10m以上為風化層，可利用礦層厚度40m左右，估算礦區花崗巖資源儲量為1542萬立方米，荒料率按80%計，荒料量為1234萬立方米，為一大型飾面花崗巖石材礦床。

3 規劃礦山規模

該礦區可建設兩座規模（荒料）為10萬立方米/年的大型飾面石材開采加工礦山企業，規劃開采荒料共20萬立方米/年，考慮不確定因素，礦區可采年限至少可達50年。礦山每年共生產荒料20萬立方米，成材率按80%計，成材量（可切割成板材的數量）為16萬立方米，按板材成材系數15（每1m3成材切割成15m2板材）計算，共可生產板材約240萬平方米。

4 市場分析

飾面花崗巖石材是當今建筑行業裝飾用量最廣、也較流行的中高檔裝飾材料，國際國內市場需求量一直很大，雖然受國際金融危機影響，國際市場受到一定沖擊，但由于我國實行拉動經濟的政策，國內的建筑用一直保持活躍，國內市場的未受大的影響。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的板材業內稱為銹石，因礦石含有少量含鐵礦物日久腐蝕似鐵銹斑點而得名。還可生產標準薄板及加工生產光板、火燒板、異形板、文化石等系列產品用于室內裝飾，也可生產路沿石、臺階石和廣場地板石用于城市道路、廣場、大廳等建筑裝飾。經對市場調查，該花崗巖石材毛光板市場價格在70-100元/m2之間，且市場銷售前景較好。

5 礦山建設投資

每座礦山建設預計總投資4000萬元人民幣，其中地質勘查費用50萬元；辦理采礦許可證費用2150萬元（其中采礦權價款2000萬元，地質環境治理保證金80萬元，開發利用方案、安全監察、地災地環評價、土地恢復治理方案、價款評估等有關報告費用70萬元）；基本建設包括三通一平共500萬元；采掘、運輸、加工設備及其他生產設備800萬元；流動資金500萬元。

6 經濟效益分析

每座開采規模為10萬立方米/年、投資4000萬元的石材礦山按每年生產板材120萬平方米、價格按70元/平方米計算，年銷售收入（70元/平方米×120萬平方米=8400萬元）8400萬元。礦山年支出為5680萬元，其中生產、管理綜合費用400元/立方米，計4000萬元（400元/立方米×10萬立方米=4000萬元）；稅費（營業稅、增值稅、礦產稅、礦產資源補償費及其他管理費用）為總產值的20%，計1680萬元（8400萬元×20%=1680萬元）。礦山年利潤為年銷售收入減去年支出，為2720萬元（8400萬元-4000萬元-1680萬元=2720萬元）。礦山年上繳所得稅為年利潤益的33%，計為898萬元（2720萬元×33%=898萬元）。政府財政收益為各類稅費之和，為2578萬元（1680萬元+898萬元=2578萬元）。礦山年純利潤為年銷售收入減去年管理費用和年上繳各項稅費，為2894萬元（8400萬元-4000萬元-1680萬元-898萬元=1822萬元）。礦山投資收益率為72.35%（1822萬元/4000=45.55%），投資返還期為2.2年（1/0.4555=2.2）。

合計2座礦山共投資8000萬元，年開采荒料20萬m3，銷售收入1.68億元，政府財政年收益5156萬元，企業純利潤3644萬元。

7 礦權出讓及收益

7.1 由政府出資，委托具有資質的地質勘查單位對礦產資源進行地質勘查，包括測量、鉆探、測試、化驗等，查明礦區內地層、構造、巖漿巖情況、查明礦體的分布、形態及礦石質量測試各項技術指標、估算礦石資源儲量和荒料率，對市場行情、經濟效益進行分析，估算勘查費用100萬元。

7.2 針對查明的礦產資源，委托有資質的評估機構進行采礦權價款評估，評估費用20萬元。

7.3 對礦產資源采礦權依法進行出讓，工作費用20萬元。

7.4 對整個礦區分割為兩個礦區出讓，資源儲量1542萬立方米。按采礦權價款3元/立方米計算，價款總量為4626萬元，即政府在采礦權價款方面可收益4626萬元；除上交根據國家財政20%共925萬元外，地方財政收益3701萬元；除去上述勘查、評估和工作費用140萬元，地方財政可純收益3461萬元。

8 環境保護分析

通過對閔興石材公司及附近礦山的采礦環境分析，該地區水文情況簡單，不會產生大量的礦坑廢水，礦山灰塵較少、噪聲較低，不會對附近居民產生大的影響，產生較大影響的為礦山生產廢渣，因市場原因，目前生產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，二是對一些確實不可利用的廢渣進行異地填埋，既要保護環境，又要盡量少的占用土地。

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關鍵詞：全自動粉體包裝生產線 發展現狀 低碳包裝 市場前景 關鍵技術。

中圖分類號：F276.3 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2011）11-286-02

一、概述

袋裝粉體的全自動包裝生產線是國內包裝行業急需發展的重要裝備。當前，我國粉體生產企業迫切期望采用擁有自主知識產權的全自動粉體包裝生產線來實現低碳包裝。全自動粉體包裝生產線需達到如下要求：（1）采用清潔包裝技術解決現場粉塵污染問題；（2）減小包裝體積，降低包裝耗材，節約包裝資源；（3）采用擁有自主知識產權的碼垛機器人，降低碼垛耗能。

由于粉體物料物性的多變，帶來粉體包裝方式的個性化、多樣化要求，在包裝技術上有較高的難度，給全自動粉體包裝生產線的產業化帶來了技術風險。揚州市創新包裝有限公司新研發的全自動粉體包裝生產線克服了技術難題，具有廣闊的產業化前景。

二、粉體包裝行業在國內的發展現狀

隨著市場的需求及包裝技術的發展，粉體行業采用的包裝方式從最初的人工包裝，發展到采用定量自動包裝設備進行的半自動包裝。目前，在工業發達國家，大多數粉體物料生產廠家都裝備了以定量自動包裝機和碼垛機器人為主要部件的自動化包裝生產線，代表著目前粉體包裝技術的最高水平。其包裝工藝實現了高度自動化，計量、計數、裝袋、封口、打包等都形成了流水線作業，包裝效率高，而且現場環境整潔。由于目前國內勞動力成本的增加以及工人勞動保護的重視，結合發達國家包裝行業的發展軌跡，采用基于機器人進行碼垛的全自動粉體包裝生產線，成為國內粉體包裝行業當前的發展趨勢。

粉體包裝的高難度，導致國內很多包裝設備制造企業不愿意涉足該領域，而大力開發糧食、飼料等顆、粒料全自動包裝設備，致使行業發展不均衡。國內粉體包裝行業，尤其是粘性粉體及超輕細粉體為代表的特殊粉體包裝設備遠不能滿足市場需求。很多粉體生產企業在國內不能找到合適的包裝設備，或使用人工包裝，或使用普通包裝機進行半自動粗放式包裝，或花費大量金額從國外進口包裝設備。

據國內某銻品生產龍頭企業介紹，由于該公司沒有找到國產包裝設備實現全自動包裝，只能從日本進口。不僅價格非常昂貴，核心技術掌握在日本企業手中，而且附加條件為每年必須保證一定量的產品供應給該日本企業，從而受制于人。

粉體物料包裝通常會出現以下幾個難點：（1）粉塵污染嚴重，尤其是超輕細粉體及含氣量大的粉體散逸性強，易造成現場工人塵肺等職業病；（2）粘性粉體包裝機出料口易掛料，造成掉料現象，嚴重污染包裝現場環境；（3）流動性過強的粉體包裝時沖料，導致計量不準，污染現場；（4）粉體物料易混合氣體，尤其是超輕細粉體及含氣量大的粉體物料包裝體積大，包裝袋容積率低，極大浪費了包裝耗材，加大了運輸成本；（5）傳統高低位機械式碼垛機耗能高，占地大，使用、維護成本高。

目前，國內粉體包裝技術發展緩慢，市場急需此領域包裝設備的產業化生產。

三、全自動粉體包裝生產線在低碳包裝方面的意義

揚州市創新包裝有限公司新研發的全自動粉體包裝生產線通過自動上袋機、粉體定量自動包裝機、輸送機、倒袋機、重量復檢機、剔除機、整形機、噴碼機、碼垛機器人等成套設備完成粉體物料的自動包裝、檢測、碼垛。該生產線在低碳包裝方面有以下意義：

1.實現包括超輕細、粘性等粉體物料的清潔包裝。粉體物料包裝過程中粉塵污染嚴重，尤其是超輕細粉體及含氣量大的粉體散逸性強，易造成現場工人塵肺等職業病。全自動粉體包裝生產線采用負壓沉積技術，將物料中氣體抽出，防止粉塵飄散；采用螺旋反轉，氣吹式自清理出料口等技術防止包裝機出料口掉料。有效減少了包裝現場的粉塵污染，避免了工人在惡劣環境下的工作。

2.減少粉體物料的包裝體積，降低包裝耗材，節約包裝資源。本包裝生產線在國內率先使用螺旋壓縮和負壓沉積相結合的技術，可以有效減少粉體物料中的含氣量。

以超輕細粉體物料為例，使用本生產線包裝，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）×50（寬）cm，年產5萬噸物料（使用包裝袋200萬條），每年節省牛皮紙計算如下：

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

所以年產5萬噸超輕細粉體生產廠家，使用本生產線，每年可節約134.4噸牛皮紙。同時可減少使用PE膜原料35%，并降低運輸成本35%。

3.節能、降耗，采用擁有自主知識產權的碼垛機器人，降低碼垛能耗，符合國家低碳經濟發展的要求。

國內廣泛使用的機械式碼垛機單機功率為30KW左右，而本生產線使用的碼垛機器人單機功率為4KW，設備按照330天/年，16小時/天的工作制度計算，每套全自動粉體包裝生產線年節約用電量如下：

（30-4）千瓦時×16小時×330天/年=137280千瓦時/年。

折合標準煤：13.728萬千瓦×3.6噸/萬千瓦時=49.42噸。

所以每使用一套全自動粉體包裝生產線，每年可節約標準煤49.42噸。

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

4.極大提高生產效率，降低人工成本。以年產5萬噸粉料的生產廠家為例，人工包裝需設置8個出料口及儲料倉，每個包裝口處需稱重灌裝人員兩人，復檢縫包一人，搬運、碼垛兩人，以兩個工作班組計算，共需80個人進行包裝，且工人的勞動強度非常大。如采用半自動包裝，需設置6個出料口和儲料倉，每臺包裝機需要操作人員一名，重量復檢人員一名，碼垛人員一名，以兩個工作班組計算，共需36人進行包裝。如采用全自動粉體包裝生產線，只需要一套設備就可以滿足年產10萬噸物料的包裝需求，而操作人員僅需8名。

四、全自動粉體包裝生產線的市場前景

全自動粉體包裝生產線主要用于包含超輕細、粘性等粉體物料的全自動包裝。粉體工業的前景廣闊，粉體材料已在化工、建材、冶金、電子、醫藥、生物工程、陶瓷、農藥、涂料、國防及尖端技術等領域得到了廣泛的應用。粉體材料的快速發展，給全自動粉體包裝生產線帶來了廣闊的市場發展空間。

結合發達國家的發展歷程，國內粉體行業發展前景廣闊，并向聚集化發展。以鈦白粉行業為例，中國達到世界發達水平之后，對鈦白粉的需求量將達520萬噸，而目前，離這個數字差不多還有400萬噸的缺口{2}。2009年，除中國以外，全球只有18個鈦白粉生產商，總產能為470萬t/a，其中前7名生產廠家產能合計400萬t/a，占全球總產能的85%。而同期中國具有基本生產條件的大大小小的生產企業57家，規模以上的就有37家。2010年以來，國內大型企業不斷擴大產能、重組企業，以期做大做強，在大型企業的市場擠壓下，小型企業逐漸被淘汰或收購{3}。全自動粉體包裝生產線主要面對的客戶為規模企業，此發展趨勢大大增加了本包裝生產線的市場規模。

據統計，中國規模以上粉體物料生產廠家有5000家左右，其中95％的企業利用人工包裝或半自動包裝。如果每家使用四條全自動粉體包裝生產線，則需要20000條，市場規模達600億元，并逐年擴大。

五、全自動粉體包裝生產線關鍵技術的突破

全自動粉體包裝生產線的技術難度是其產業化的主要風險，揚州市創新包裝有限公司現已攻克了以下關鍵技術：

1.包裝過程中粉料與氣體的充分分離，有效防止超輕細粉塵逸出，以及包裝袋退出后，防止掛在包裝機出料口處的物料掉落污染包裝現場環境，是清潔包裝生產的關鍵技術問題。

技術突破：包裝過程中，采用負壓沉積技術，并設計了過渡料倉抽氣、輸送體抽氣、抽氣棒抽氣置等真空抽氣裝置，有效防止了超輕細粉體生產包裝過程中的外溢。還在包裝機出料口設計了氣吹夾層微孔，實現瞬間氣吹，將掛在包裝機出料口處的少量粘性粉體吹至包裝袋內，從而防止包裝袋退出后，掛在包裝機出料口處的物料掉落，污染包裝現場環境。采用上述的粉料、氣體分離，負壓沉積技術，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，方便運輸和倉貯，節約30%以上的包裝和運輸成本。在國內處于領先水平。

2.粘性粉體在包裝袋內易出現堆尖，粘性粉體的包裝對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、料口粉料外掛都會影響到包裝精度，確保高計量精度是關鍵。

技術突破：全自動粉體包裝生產線采用獨有的振動料倉設計，解決了粘性粉體加料順暢性的難題；變頻調速加料裝置能夠根據剩余包裝重量的大小及時調整加料電機的轉動速度，解決了包裝速度和包裝精度相沖突的問題；采用雙傳感器計量，且在給料完畢后，對掛在包裝機出料口處的少量粉料統計計量，并作計量預留，從而保證了包裝精度。在計量系統上，突破性采用了振動計量一體化設計。在國內處于領先水平。

3.機器人控制的體系結構、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性分析計算，是碼垛機器人四軸運動協調控制的關鍵技術。

技術突破:生產線采用CAN總線技術、模塊化設計、開放性結構，可移植性、易修改的標準接口，和復雜動態系統的分析與魯棒控制技術，實現了碼垛機器人的四軸運動協調控制技術：自由度數4、軌跡重復性為±1.0mm。在國內處于先進水平。

4.作業對象變更時，機器人作業系統的功能柔性和任務適應性，變位操作的全局可達和柔性配置，以及兩個電磁離合器背對背連接使用的控制難度是碼垛機器人靈活運動規劃的關鍵技術。

技術突破: 全自動粉體包裝生產線采用獨有的連桿機構、替代兩個電磁離合器背對背使用的雙向電磁離合器結構，開發了變位機設計與機器人作業系統協調運動靈活規劃軟件，使結構重量輕、控制方便。獨有的連桿機構，減少零部件的點數，提高傳動效率，效率高達96%。雙向電磁離合器結構還減少了伺服電機的數量，成本低、能耗小。在國內處于先進水平。

5.全自動包裝碼垛生產線包括了自動上袋、定量包裝、輸送整形、機器碼垛等多個生產環節，各工序設備的協調運行、穩定可靠，以及提高生產效率是控制高度智能化自動化的關鍵。

技術突破：全自動粉體包裝生產線通過對各工序工況進行實時監測，現場PLC進行監控和冗余控制，頂層用高速實時SYSNET網把各工序控制站聯成一體，SYSNET既可以與PLC也可以與普通計算機聯網，從而便于與其他類型的DCS系統互聯，達到系統開放的目的，在國內處于先進水平。

六、結語

全自動粉體包裝生產線的研發具有重要意義，可以提升國內包裝行業的整體水平，實現粉體物料的低碳包裝。其市場規模大，技術含量高，關鍵技術已攻克，擁有廣闊的產業化前景。

注釋：

{1}李曉剛，劉晉浩.碼垛機器人的研究與應用現狀、問題及對策，包裝工程，2011（3）：96～102

{2}徐高棟.關于我國鈦白產業的發展現狀以及未來市場規范問題分析，中國粉體工業，2011（2）：11～14

{3}畢勝.山重水復疑無路，柳暗花明又一村――2009年中國鈦白工業復蘇狀況及前景，鈦白，2010（5）：4～8