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配套1000MW机组MW29/Dyn磨煤机研发

专利权人:上海电机学院

1、项目背景磨煤机是火电机组中的重要装备,是衡量我国电力发展水平的一个重要标志。长期以来,我国使用的磨煤机产品大都为上世纪80年代从美国引进的HP磨煤机系列产品。经过近四十年的消化吸收,当前,我国已完全掌握了这类中速磨煤机的设计原理,并在此基础上针对我国电站机组的发展需要开展了具有自主知识产权的MW系列磨煤机产品设计和制造的研发,取得了一系列成果。尽管如此,在我国经济走入了新时代,面对中国制造2025的挑战和企业创新驱动、转型发展的要求,磨煤机产品的设计也亟需变革,即通过技术创新来降低产品的设计制造成本,

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1、项目背景磨煤机是火电机组中的重要装备,是衡量我国电力发展水平的一个重要标志。长期以来,我国使用的磨煤机产品大都为上世纪80年代从美国引进的HP磨煤机系列产品。经过近四十年的消化吸收,当前,我国已完全掌握了这类中速磨煤机的设计原理,并在此基础上针对我国电站机组的发展需要开展了具有自主知识产权的MW系列磨煤机产品设计和制造的研发,取得了一系列成果。尽管如此,在我国经济走入了新时代,面对中国制造2025的挑战和企业创新驱动、转型发展的要求,磨煤机产品的设计也亟需变革,即通过技术创新来降低产品的设计制造成本,缩短设计制造周期,提高性价比,改善服务、益于环保,将资源消耗型的工业经济转化为可持续发展型的知识经济。为此,企业信息化和知识化是现代制造企业谋求生存和发展的必然途径。调查表明,大约70%的产品成本取决于设计阶段,其中设计部分仅消耗了5%的运行成本但对总成本的影响却能占到70%。如果设计过程不恰当,不统一,那么企业将承担巨大的风险,这些风险包括在产品整个研发周期中不断进行设计修改,生产成本超出预算,超出预计时间等等,因此,将设计过程制度化、标准化,程序化,建立一个新的产品设计模式,应用在产品设计上是现代化企业的必然选择。在传统的产品设计过程中,设计人员的经验至关重要,而一个设计人员的成熟需要十年以上的培养过程,这对于现今人员流动非常频繁的设计企业而言,是根本不现实的。为此,目前许多企业都在寻求开发一套智能系统,以解决传统设计严重依赖设计人员经验的问题,基于知识的适应性设计系统就是解决该问题的有效方式之一。2、技术创新点本项目采用知识工程理论对产品的快速适应性方法进行了系统研究,得到如下创新性成果。(1)在知识工程理论的基础上,讨论了知识、产品、过程三者之间的关系,提出了产品的特征知识表示方法,构造了产品功能-结构树形结构知识表示模型。通过对产品设计知识进行归类,研究构建产品设计知识库的方法。研究知识检索方法,提出二阶段检索方法以提高检索精度。针对适应性产品中大量图纸重用问题,提出产品重用设计方法。(2)提出基于事例的知识获取和产品设计知识重用方法,解决了现实设计中存在的大量结构相似而参数不同的产品重复设计问题。应用基于知识的产品设计方法开发出一套适合于HP系列磨煤机产品快速适应性设计系统。实践表明,采用该设计系统后,设计效率提高了70%,设计成本降低了30%。(3)提出基于BP神经网络的适应性设计方法,详细给出了多层BP神经网络模型和学习算法。在任意连续函数表示定理和Kolmogorov多层神经网络映射存在定理的基础上,给出了基于多层BP网络弹性结构响应定理及其证明。以此为基础,给出了基于多层BP网络弹性结构响应计算方法,并将该法成功地应用在磨辊轴的设计中。算例表明,所建立的BP网络计算精度较高,计算速度很快,完全适合进行磨煤机的快速适应性设计,解决了传统设计中存在的严重依赖经验问题。3、技术的实用性和适用领域本项目可适用于系列化的产品的机械设计领域、可用于矿山设备、锻压设备等行业。应用该项目后,企业可以解决产品的智能快速适应性设计问题,降低设计成本约30%,缩短设计周期约70%。4、项目实施的重大前提条件本项目的实施过程中,涉及项目成果的设计软件和MW系列磨煤机图纸均属企业机密,需获得项目合作单位许可方可使用。项目研究过程中的产生的理论成果,即产品的智能快速设计方法及软件设计方法,可在经本项目承担单位许可,由项目负责人牵头进行针对性研发,方可使用。