发布时间:2022-09-27 06:34:01
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黄瓜霜霉病俗称“跑马干”、“黑毛病”,是黄瓜栽培中发生最为普遍的病害之一,条件适宜时,流行极为迅速。黄瓜霜霉病从苗期到成株期均可发病。子叶染病,初期叶面症状不明显,湿度大时,叶背面可见水浸状斑。病斑沿叶脉扩展,然后叶面均匀黄化,湿度大时叶背面可见黑色霉层,为病菌孢囊梗及孢子囊。真叶染病,初期叶背有水浸状病斑,病斑被叶脉分隔,呈多角形病斑,后病部黄化,湿度大时病部叶背面有黑褐色霉层。黄瓜霜霉病在同一植株从下至上发病,新叶很少感病。低温高湿是霜霉病发生与流行的关键因素、保护地栽培黄瓜,其生长环境更利该病的发生。而在防治的过程中,菜农往往病害防治意识差,施药较晚,单一依靠化学用药,不与其它方法的配合,甚至乱用药、配药,无绿色用药意识,从而造成生产上的黄瓜,农药残留严重超标,威胁着人们的身体。下面,我介绍一下保护地黄瓜霜霉病的无公害防治技术。
一、选用抗病耐病、丰产、优质品种
可选用如津优3号、中农5号、中农7号、津杂2号、4号、津春2号、3号、济杂1号、碧春等品种。
二、培育和选用无病瓜苗
育苗和生产两温室要分开以免苗期感染,加温苗床育苗因夜间温度高,湿度低,不结露而很少发病。苗期发现病株应立即拔除。栽苗时严格检查农业论文,防止带病菌进入温室期刊网。
三、加强栽培管理、防病抗病
管理目的是抑制病菌的发生与发展,以保护和促进黄瓜的生长。这样就要求人们要想方设法创造一种有利于黄瓜的生长而不利于病菌发生及发展的生态环境条件,以确保其优质丰产。
1.嫁接防病
嫁接防病即可采用云南黑籽南瓜作砧木,以优质黄瓜品种作接穗,采用生长点直插法等嫁接方法,进行嫁接。嫁接黄瓜具有抗病、增产和耐低温作用,抗病上除抗黄瓜霜霉病,也能兼防其病害。在不受害条件下,嫁接黄瓜和不嫁接黄瓜相比,总产量可增加40%~90%。
2.科学施肥浇水
施肥时要注意施足充分腐熟的有机肥,一般1000千克/亩,速效肥最好随浇水进行,且注意N、P、K的合理搭配,避免偏施N肥。浇水最好采用滴灌或膜下灌,前者具有节水,不易增加棚内湿度的优点。后者地膜不但能提高地温,而且可以减少土壤水分散失,降低温室内湿度,减少病害的发生。要尽量避免明沟浇水,阴天、雨天严谨浇水。浇水最好在晴天早上进行,灌水后要立即关棚室提温,使棚室内温度上升到32℃左右,维持1小时,然后放风排湿,经过3~4小时后,若棚室内温度低于25℃,再重关棚室提温一次,效果优佳。
3.适时放风排湿,控制温、湿度
该法是对保护地黄瓜霜霉病进行生态防治的手段,即通过控制棚内温度和湿度,创造一个不利病菌繁殖和侵染而却能保证黄瓜正常生长发育的环境条件,以达到抑制黄瓜霜霉病的效果,具体方法为:早晨先放风排湿1小时左右,然后闭棚室提温。到上午将温度提高到28~32℃,这样不但有利于黄瓜的同化作用,而且还抑制了霜霉病的发生。但不宜超过35℃,超过则及时放风降温。下午放风,温度降到20~25℃,湿度降到60%~70%,这样虽然温度适于病菌生长,但低湿严格控制着霜霉病菌的生长发育。若温度低于18℃要关棚升温,到傍晚再放风3小时左右,然后闭棚。夜间温度可控制在12~13℃,若湿度过大可放夜风,温度超过13℃时,可整夜通风,但刮大风或下雨例外。
4.补充二氧化碳
苗床增施CO2,对形成壮苗,缩短苗龄有明显作用,定植缓苗后施用CO2,对形成健壮的同化吸收器管有利,增施CO2一般增产10%~20%,也能增强黄瓜对霜霉病等病害的抵抗能力。具体方法:可于早春、秋后增施CO2,可用盐酸与生石灰反应,可产生CaCl2、CO2和H2O的原理生产CO2。一般若每亩温室内CO2浓度达到1050PPm时,需盐酸(浓)8.020千克,碳酸钙(96%)4.536千克,盐酸按1∶1加水稀释,按五个容器均匀分装,再将称好的生石灰破碎后农业论文,均分五份,分别放入盛盐酸的容器中,吊挂距离地面1.5米。
5.增强光照,提高植物光合作用程度
选用无滴棚膜,及时清除棚面内外尘土,在棚室北侧设置铝合金、反光幕等均能起到增光保温的效果,减少病害的发生。
四、药剂防治
1.药剂拌种
可用35%瑞毒霉WP、75%百菌清WP或者70%甲基托布津wp和50%福美双WP按1∶1混合,药量占种子质量的0.3%拌种,防效良好。
2.喷雾法用药
不论在幼苗期或成株期,一但出现病叶后,就抓紧时间施药,及时控制病情的发展,以减少损失
一般可选用52.5%抑快净水分散粒剂1500倍液或60%氟吗,锰锌WP700倍,70%锰锌,乙铝WP500倍液,72.2%普力克AS800倍液、72%a锰锌、霜脲WP600~700倍液等,每亩喷药液60~70升,隔7~10天1次,连续2~3次,也可视病情发展,确定施药次数。另外,有病则治,无病则防,预防保护时,可选用75%百菌清WP600倍液,对植株上、下部叶片正反面全部用药,或半量式波尔多液,伸蔓期以前可用240~300倍液,结瓜期后可用200~240倍液,进行喷雾保护。
3.熏烟法用药
用百菌清烟剂防治黄瓜霜霉病是一种简单有效的方法。一般情况下,当发现棚室内出现病株时,用45%百菌清烟剂,每亩温室用药200~250克,药分5份,均匀分布5处,用暗火由里向外依次点燃,关闭门窗。宜傍晚用药,次日早晨通风,每隔7~10天熏烟一次期刊网。此种方法,不仅对霜霉病有效,还对白粉病,灰霉病也有效。
4.粉尘法用药
可用5%百菌清粉尘剂或5%加瑞农粉尘剂进行粉尘法防治,此施药方法有成本低,操作简单,工效高,节省水,防效好,不增加棚室内湿度,且还可以加少量微肥,达到治病、健株,防衰的效果。其具体方法是:发病前每亩棚室内用药1000克,用丰收5型或丰收10型喷粉器在早晨或傍晚喷粉,丰收5型喷粉器每分钟摇不低于35转,10型摇不低于50转,从棚室尽头开始,平举喷粉管,向棚室门退行,5分钟左右可喷完,喷粉闭室1小时后可放风农业论文,若晚上喷粉,可第二天早晨打开棚室放风,一般用药7天一次,连续4~6次。有的地区报道,晴天傍晚施药,防效最好,晴天的早晨、中午用药效果较差。
五、高温闷棚
若发病迅猛,药剂防治效果差,可采用此法。一般可选择晴天上午,关闭棚室升温,使棚室内黄瓜生长点附近的温度高到44~46℃之间。此后每隔15分钟观察一次,超过46℃要放风降温,低于44℃要封严棚室升温,使温室温度在44~46℃之间保持2小时,闷棚室前若配合施药,杀菌效果优佳。若为害严重可隔4~5天再处理一次。但要注意闷棚前一天要浇一次水,增加棚室内湿度,否则,易伤黄瓜生长点。
六、喷糖液,补给营养
黄瓜生长中后期,生长势衰退,机体内营养缺乏,如氮糖含量下降后,抗逆力减弱,易感箱霉病。此时,在叶面喷洒糖液,补充营养。糖液可用尿素、红糖加水制成,比例为0.4∶1∶100,最好午后3~4小时喷在叶子背面,一般5天1次,共4次。若霜霉病已发生,可加农药防治。
水稻叶部的一种细菌病害。病原菌是原核生物界的稻黄单胞水稻致病变种。病菌从根、茎、叶部的伤口和水孔浸入,在维管束的导管中繁殖危害。苗期和分蘖期最易受害。秧苗叶片多表现叶枯症状。在感染品种上多出现急性凋萎症状,病斑青灰色水渍状,病叶迅速卷曲凋萎,在抗病品种上产生褐色枯斑。病菌的发育适温26℃-30℃,在病残体上越冬,稻种亦可带菌,经风雨传播。氮肥过多和低洼积水田发病早而重。台风暴雨后,病害常在感病品种上迅速扩散。防治措施:选栽抗病品种、防止稻田淹水是防病关键,并结合药剂防治。
二、稻恶苗病
又称白秆病,系水稻地上部的一种真菌病害。病原菌是子囊菌亚门的藤仓赤霉菌。无性态为半知菌亚门的串珠镰孢。从秧苗期至抽穗期均可发病。病株徒长,瘦弱,黄化,通常比健株高3-10厘米,极易识别。病株基部节上常有倒生的气生根,并有粉红霉层。病菌发育适温25℃左右,种子带菌。选用无病种子或播种前用药剂浸种是防治的关键措施。
三、稻纹枯病
对发病稻田,应掌握孕穗期病株率达30%-4%时施药。药液要喷在稻株中、下部。采用泼浇法,田里应保持3厘米-5厘米浇水层。施用井岗霉素时,最好在雨后晴天进行,或在施药后两小时内不下大雨时进行。亩用5%井岗霉素水剂100毫升-150毫升,或井岗霉素高浓度粉剂25克,任选一种,对水100千克常规喷雾,或对水400千克泼浇。
四、水稻螟虫
重点要抓好2代2化螟和部分地区的2代3化螟的防治,并以水稻处于孕穗到齐穗以前的稻田为重点。亩用5%杀虫双大粒剂1千克-1.5千克撒施,也可亩用25%杀虫双水剂150毫升-200毫升,或25%杀虫双水剂100毫升加BT乳剂100毫升,任选一种,对水60千克-75千克常规喷雾,或对水5千克-7.5千克低量喷雾。
五、稻飞虱
应掌握小若虫高峰期,每百丛虫量达1500头以上时施药防治。药时应注意先从田的四周开始,由外向内,实行围歼。喷药要均匀周到,注意把药液喷在稻株中、下部。使用扑虱灵可湿性粉剂20克-25克,或25%优乐得可湿性粉剂20克-25克,或20%叶蝉散乳油150毫升,任选一种,对水75千克-100千克常规喷雾,或对水5千克-7.5千克低量喷雾。
六、稻苞虫
以迟中稻田为重点,掌握低龄幼虫盛期,每百丛水稻有虫10头-20头时施药。亩用90%晶体敌百虫75克-100克,或50%杀螟松乳油100毫升-250毫升,或BT乳剂150毫升-200毫升,任选一种,对水75千克-100千克常规喷雾,或对水5千克-7.5千克低量喷雾。
七、稻纵卷叶螟
关键词:玉米粗缩病;症状;发病原因;综合防治
玉米粗缩病俗称“万年青”或“坐坡”,最早于1929年俄罗斯东西伯利亚的燕麦上被发现。该病是一种危害性较大的病毒性病害,主要由灰飞虱传播危害。带病毒的灰飞虱吸食玉米后,病毒就传播到玉米植株内。病毒在玉米植株内发生繁殖,繁殖一定数量后植株开始表现症状。一旦发生,无法治疗,导致产量损失严重。
1玉米粗缩病发病症状诊断
(1)心叶比较。玉米粗缩病发病初期,在心叶基部的中脉两侧出现透明的虚线斑点,后逐渐扩展到整个叶片。
(2)叶背、叶鞘等部位比较。病株的叶背、叶鞘及苞叶的叶脉上具有粗细不一的蜡白色条状突起,用手触摸有明显的粗糙不平感。
(3)根系比较。根系少而短,不及健株的一半,很易从土中拔起。
(4)整株形态描述。病株叶片宽短,厚硬僵直,叶色浓绿,顶部叶片簇生,生长受到抑制,节间粗肿缩短,严重矮化。轻病株雄穗发育不良、散粉少,雌穗短、花丝少、结实少;重病株雄穗不能抽出或虽能抽出但分枝极少、无花粉,雌穗畸形不实或籽粒很少。
2发病原因分析
2.1毒源量大
多种禾本科作物和杂草是玉米粗缩病的寄生植物。近年来由于锄草不利,导致田边、路旁、沟渠及沟边杂草丛生,为传毒的灰飞虱滋生繁殖提供了良好的条件,积累了大量的毒源。
2.2播期
据统计调查,播期不同发病程度差异显著。主要是由于灰飞虱发生活动规律造成的。若灰飞虱成虫迁飞盛期与玉米感病生育期(即玉米三至六叶期)相吻合,则发病严重。
2.3气候条件
近年来,秋冬季温度偏高,灰飞虱传毒危害的时间拉长,致使越冬寄主毒源增多。夏季多干旱,玉米长势弱,抗病能力下降,而干旱则更有利于灰飞虱的生长发育,促使其大量迁飞传毒蔓延。
2.4耕作制度
近年来,夏玉米面积逐渐扩大,且部分玉米与、大豆、蔬菜田等插花种植,为灰飞虱发生提供了有利条件,极有利于玉米粗缩病的发生。
2.5玉米的抗病性
目前推广的玉米,普遍表现不抗粗缩病,感病品种多,如鲁单9002、鲁单984、鲁单981、郑单958、登海9号、登海11号等发病较重。
3发病规律
玉米粗缩病是由带毒灰飞虱传毒引发的病害,病原为水稻黑条矮缩病毒。玉米整个生育期均可感染粗缩病,但以出苗至六叶期﹙可见叶9~10片﹚植株最易感病,且获毒叶龄越小,发病越严重、损失越大。拔节后感病造成的产量损失小、有10片可见叶后,玉米即使感染了病毒,一般也不发病。若感病品种种植面积大,种子及土壤中残留寄生病源,田间湿度大,温度在20~35℃,灰飞虱虫口密度大时,病情将加重,且有传染蔓延趋势。
4综合防治
由于灰飞虱在玉米上活动性较强,加上缺乏抗病品种,在防治上要采取以调整播期、种植耐病品种等农业措施为主,同时坚持“切断毒链,治虫控病”的防治策略,抓好玉米种药剂拌种、玉米苗期灰飞虱防治,控制灰飞虱数量,减少传毒危害。
4.1选用抗病品种
玉米品种间感病性有差异,应选用抗耐性好的品种。如鲁单50、农大108、鲁玉16、沈单7、中玉4号、西玉3号、苏玉9号等品种。
4.2选择安全播种期,避开感病叶龄期
要使玉米幼苗易感病期避开灰飞虱成虫盛发期。春播玉米提早播种,夏播玉米推迟到6月上中旬播种。减少“半春半夏”玉米(5月至6月上旬)的种植面积。
4.3轮作换茬
往年发病较重田块,可轮作1年其他作物,消灭原病菌源或让其自然死亡,次年再种玉米。
4.4合理田间布局,降低发病率
提倡连片种植,减少零星种植,避免品种单一化,做到播期基本一致,避免玉米感病生育期与灰飞虱盛发期吻合。
4.5加强田间管理
秋翻地,清除田间病株及沟边杂草,减少病毒和灰飞虱来源;玉米播种或出苗前大面积清除田间地边杂草,减少毒源,提倡化学除草;结合间苗、定苗及早拔除田间重病株,并带出田外烧毁或深埋,以消灭毒源;玉米生长后期及早拔除不结实的绝收病株,改善田间健株生长环境,提高结实率和粒重;合理施肥和浇灌,促进植株生长,缩短玉米易感病生育期,增强植株抗耐病能力。
4.6化学防治
(1)搞好种子药剂处理。选购包衣种或播前用5%“蚜虱净”乳油按种子量的2%拌种,或用20%“呋•甲”种衣剂按种子量的5%进行包衣,可有效地消灭灰飞虱,显著降低发病株率,减轻发病程度。
经统计,收录论文最多的前10种期刊如表1所示。从影响因子来看,发文位于前10名的期刊影响因子均不高,这在某种程度上也影响了我校学术地位的评价。但是,从表1中可以看出,TEXTILERESEARCHJOURNAL(纺织学科著名期刊)收录的论文篇数有19篇,说明我校在纺织方面的科研实力达到了较高的水平。
二、学科分布
SCIE数据库的学科分类(subjectcategory)是指期刊的学科分类而不是文章的学科分类。通过Webofscience的分析功能,可以了解这10年来我校学术论文的学科分布情况,如表2。由表2可知,我校论文产出数量较多的学科集中在传统优势学科(纺织、材料、化学及与此有关的学科),在数学、物理、计算机科学、机械、电子电气等方面的论文数量所占比例较小,这表明我校优势学科特色明显,其他学科的科研实力还有待提高。
三、结论
SCIE收录武汉纺织大学学术论文在数量上大幅度增长,在国内外的影响力也逐步提升,但是我们也必须承认,论文的影响力与国内的一些高校相比还有相当大的差距。评价科研人员的科研水平,不仅要重视其发表的论文数量,更重要的是质量,发表在什么刊物上,影响因子为多少,被引用次数多少,这些也都应该作为考核科研水平的指标。要实现学校的办学目标,建设教学研究型大学,提高科研水平是关键,而科研作为一项激励目标,不但与科研人员自身抱负、能力等有关,还与学术氛围、科研条件等息息相关。
(1)加强科研奖励制度建设。从统计数据分布的年限可以看出,我校近几年产出的SCIE论文在大幅度的增加,其中一个很重要的原因与学校的科研奖励政策密切相关。科学合理的奖励政策极大地激励了科研人员的工作热情。学校可以对高产出量、高被引率、高影响因子的论文作者加大奖励力度,制定版面费资助制度,鼓励高水平论文的科研成果产出。当然,在保证科研奖励政策连续的同时,还要重视科研环境的建设,改善科研条件,做好科研设备的配置和购买[2]。
(2)加强学校对外交流合作。学校可以加强与国内外的交流和合作,让科研人员真正做到与国际接轨,提供多种途径了解国际领域的科研动态和科研水平,了解和认知自己的研究方向在国际上的研究动态,掌握世界前沿的研究方向,并使自己的研究工作得到国际同行的熟知和认可,提高自己的学术地位和影响力。
(3)充分利用图书馆的信息服务。图书馆信息咨询部提供了定题服务、数据库培训服务、科技查新服务、投稿指南服务等等,科研人员应该与图书馆密切合作,及时了解最新的SCIE收录期刊和影响因子,了解各种期刊的收录范围和相应的写作格式,在投稿时做到有的放矢,胸有成竹[3]。
数据库管理系统、操作系统等软件是应用系统的基础构架,它能够让具有不同需求的客户在应用需求方面获得满意的软件程序的帮助。要开发应用系统,必须先有效地分析、规划访问控制措施。访问控制措施必须运用到银行信息系统里的关键综合业务系统以及别的应用系统中。各级柜员、管理者、自助设备等是综合业务系统的主体,而相关的交易、操作则是客体。针对综合业务系统里的安全管理环节,应该定义访问控制措施的规则。不管是交易还是操作,只有根据规则来进行,主体才有权进行合理的访问与执行。
2网络层
路由器和三层交换机中会大量运用到访问控制列表,主客体分别为源地址、端口号与目的地址,对控制列表的访问则是按照相关的保护规则来进行,如果数据包满足保护规则要求,则允许通过,反之则被阻止。在MAC地址过滤中,待访问目标是客体,而MAC地址则是主体。保护规则都是根据定义MAC地址过滤列表来进行的,只有符合该规则的MAC地址数据包才能得以通过。另外,还有一种常见的访问控制技术,那就是防火墙技术。网络有内网和外网之分,源端口号、源IP地址是主体,而目的端口号与IP地址是客体,以保护规则定义的方式让遵循规则的数据包得以通过。
3数据库管理系统层
银行金融网络系统中,操作系统固然头等重要,然而数据库管理系统的重要性也是不言而喻的,它是应用系统不可或缺的组成部分。在数据库管理系统中,十分重要的一个安全措施就是访问控制。用户安全管理是数据库管理的集中体现。系统对通过身份认证的登录信息会将之当做主体,而数据库管理系统中的文件、字段、数据库、表以及系统操作则是客体,而字段与表会存在一些增删、查询、和修改方面的操作,而数据库则存在恢复、备份等方面的操作。用户的存取、访问规则是用户对数据库存取控制的执行依据。存取矩阵也能够表示访问控制规则。列在该矩阵中代表着系统客体是数据库、字段以及表等等,而阵列各单元代表主体对客体或者不同主体的存取方法是增删、查询、修改等操作。从操作系统的访问控制安全角度讲,访问控制措施在数据库管理系统中作用重大。数据库管理系统成为了不少应用系统的的设计依据,系统的关键部分是数据,其权限被用户掌握以后,就能够不经过应用系统,直接通过操作数据库的记录,实现犯罪目的。所以,科技部门必须细致地分析设计数据库系统的访问控制措施,严格分析数据库管理系统中主体的最小权限,然后据此对存取矩阵进行设定。通常数据库管理系统权限是应用系统最终用户无法获得的,这样一来也不能直接操作数据库管理系统,要最大限度地不让内部和外包开发用户对数据库管理系统进行直接登录操作。以严格的管控措施减少直接操作授权。假如必须直接登录操作,那么要针对部分表的部分字段来操作,不能授予内部或者外包开发用户全部权限。同时,针对查询权限的授予,可以一定程度上降低要求,但要控制好增删与修改操作。例如,一个用户需要进行客户存款信息查询,那么他被授权查询姓名Name、住址Address、存款余额Deposit3个字段的信息表User,不过只允许修改Address字段,但是严禁执行插入或者删除操作。在不少情形下,个人征信系统、反洗钱系统等应用系统都是主体。要创建对应的用户,则需参照应用系统对数据库管理系统的最小授权来进行。在个人征信系统中,外包开发用户要规划系统,那么需要同科技部门沟通,对应用系统的最小授权集合进行制订。客户贷款信息数据表中的一些字段或许或会出现在个人征信系统中,那么存款信息之类的数据库表就不应该被访问,可以允许查询。分析访问控制措施,可以极大地减少因为内部和外包开发员的过渡授权而产生的金融安全风险。
4操作系统层
有着访问控制措施的常用操作系统主要注重对用户进行安全管理。用户的身份认证关系到访问控制权限,也是访问控制执行的依据。身份认证的方法有很多种,比如口令与指纹、身份卡与口令以及USB钥匙等等。系统会禁止缺乏正确身份认证的用户,如果认证成功,那么登录身份信息将被系统当做主体。而系统设备、文件、操作、进程则是客体,一般会出现读写、运行和删除及修改等行为。对于用户的识别和存取访问规则是由用户对信息存取控制的来确定。系统对不同的用户会授予不一样的存取权限,比如写入或者读取被允许。存取矩阵模型一般被用来表示访问控制规则,大型矩阵阵列则可以用来表示系统的安全情况。行在这种矩阵中代表系统主体,系统的客体则用列表示。主体对客体或者不同主体的存取是以阵列单元的填入数值来描述。数据库管理系统以及操作系统都能够使用这种模型。要想对内部与外包开发人员进行有效限制,就需要合理配置访问控制措施,这样才能让他们不会故意越权操作系统。如果配置不佳,就会让内部和外包开发员有过多的权限,不利于银行金融网络的安全。科技部门必须细致地分析设计操作系统的访问控制措施,严格分析文件系统中用户的最小权限,然后据此对存取矩阵进行设定。
5防火墙
访问控制技术在银行金融网络防火墙中也有广泛的运用。从网络防火墙技术上来讲,网络具有内外网之分,该项技术可用于对所有的内外和外网通信应用协议的分析,由此查找出主机的IP地址和IP上联端口号,并对业务流进行有效的规划,进而合理控制对应的业务流。源IP地址、目的IP地址、源上联端口号、目的上联端口号中的访问权限都可以利用防火墙技术来进行最大化的限制,能够对业务流的通断进行限制,以保证银行的金融业务安全。
6结语
关键词:问题;先进制造技术;前沿科学;应用前景
制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中,制造技术的作用一般占60%左右。专家认为,世界上各个国家经济的竞争,主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化,这种竞争日趋激烈,因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。
一、当前制造科学要解决的问题
当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面:
(1)制造系统是一个复杂的大系统,为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力,必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果,探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义,而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统,以满足制造系统新的要求。
(2)为支持快速敏捷制造,几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面,在三维现实空间(3-RealSpace)中,都存在大量的几何算法设计和分析等问题,特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题;在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面,存在C-空间(配置空间ConfigurationSpace)的几何计算和几何推理问题;在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(ScrewSpace)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题,其理论有待进一步突破,当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。
(3)在现代制造过程中,信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素,而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性,制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面,都还有待进一步突破。
(4)各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具,在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中,受到越来越普遍的关注,有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在:智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
这些问题是当前产品创新的关键理论问题,也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破,可以形成产品创新的基础研究体系。
二、现代机械工程的前沿科学
不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚集,经济的发展和社会的进步对科学技术产生了新的要求和期望,从而形成前沿科学。前沿科学也就是已解决的和未解决的科学问题之间的界域。前沿科学具有明显的时域、领域和动态特性。工程前沿科学区别于一般基础科学的重要特征是它涵盖了工程实际中出现的关键科学技术问题。
超声电机、超高速切削、绿色设计与制造等领域,国内外已经做了大量的研究工作,但创新的关键是机械科学问题还不明朗。大型复杂机械系统的性能优化设计和产品创新设计、智能结构和系统、智能机器人及其动力学、纳米摩擦学、制造过程的三维数值模拟和物理模拟、超精度和微细加工关键工艺基础、大型和超大型精密仪器装备的设计和制造基础、虚拟制造和虚拟仪器、纳米测量及仪器、并联轴机床、微型机电系统等领域国内外虽然已做了不少研究,但仍有许多关键科学技术问题有待解决。
信息科学、纳米科学、材料科学、生命科学、管理科学和制造科学将是改变21世纪的主流科学,由此产生的高新技术及其产业将改变世界的面貌。因此,与以上领域相交叉发展的制造系统和制造信息学、纳米机械和纳米制造科学、仿生机械和仿生制造学、制造管理科学和可重构制造系统等会是21世纪机械工程科学的重要前沿科学。
2.1制造科学与信息科学的交叉--制造信息科学
机电产品是信息在原材料上的物化。许多现代产品的价值增值主要体现在信息上。因此制造过程中信息的获取和应用十分重要。信息化是制造科学技术走向全球化和现代化的重要标志。人们一方面对制造技术开始探索产品设计和制造过程中的信息本质,另一方面对制造技术本身加以改造,以使得其适应新的信息化制造环境。随着对制造过程和制造系统认识的加深,研究者们正试图以全新的概念和方式对其加以描述和表达,以进一步达到实现控制和优化的目的。
与制造有关的信息主要有产品信息、工艺信息和管理信息,这一领域有如下主要研究方向和内容:
(1)制造信息的获取、处理、存储、传递和应用,大量制造信息向知识和决策转化。
(2)非符号信息的表达、制造信息的保真传递、制造信息的管理、非完整制造信息状态下的生产决策、虚拟管理制造、基于网络环境下的设计和制造、制造过程和制造系统中的控制科学问题。
这些内容是制造科学和信息科学基础融合的产物,构成了制造科学中的新分支--制造信息学。
2.2微机械及其制造技术研究
微型电子机械系统(MEMS),是指集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS的发展将极大地促进各类产品的袖珍化、微型化,成数量级的提高器件与系统的功能密度、信息密度与互联密度,大幅度地节能、节材。它不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如用尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞;制造出3mm大小能够开动的小汽车;可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。MEMS技术的发展开辟了技术全新的领域和产业,具有许多传统传感器无法比拟的优点,因此在制造业、航空、航天、交通、通信、农业、生物医学、环境监控、军事、家庭以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
微机械是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物。早在1959年就有科学家提出微型机械的设想,1962年第一个硅微型压力传感器问世。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120μm的硅微型静电电动机,显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构并与集成电路兼容制造微小系统的潜力。微机械技术有可能像20世纪的微电子技术那样,在21世纪对世界科技、经济发展和国防建设产生巨大的影响。近10年来,微机械的发展令人瞩目。其特点如下:相当数量的微型元器件(微型结构、微型传感器和微型执行器等)和微系统研究成功,体现了其现实的和潜在的应用价值;多种微型制造技术的发展,特别是半导体微细加工等技术已成为微系统的支撑技术;微型机电系统的研究需要多学科交叉的研究队伍,微型机电系统技术是在微电子工艺的基础上发展的多学科交叉的前沿研究领域,涉及电子工程、机械工程、材料工程、物理学、化学以及生物医学等多种工程技术和科学。
目前对微观条件下的机械系统的运动规律,微小构件的物理特性和载荷作用下的力学行为等尚缺乏充分的认识,还没有形成基于一定理论基础之上的微系统设计理论与方法,因此只能凭经验和试探的方法进行研究。微型机械系统研究中存在的关键科学问题有微系统的尺度效应、物理特性和生化特性等。微系统的研究正处于突破的前夜,是亟待深入研究的领域。
2.3材料制备/零件制造一体化和加工新技术基础
材料是人类进步的里程碑,是制造业和高技术发展的基础。每一种重要新材料的成功制备和应用,都会推进物质文明,促进国家经济实力和军事实力的增强。21世纪中,世界将由资源消耗型的工业经济向知识经济转变,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的设计实现定量化、数字化;要求材料和零件的制备快速、高效并实现二者一体化、集成化。材料和零件的数字化设计与拟实仿真优化是实现材料与零件的高效优质制备/制造及二者一体化、集成化制造的关键。一方面,通过计算机完成拟实仿真优化后可以减少材料制备与零件制造过程中的实验性环节,获得最佳的工艺方案,实现材料与零件的高效优质制备/制造;另一方面,根据不同材料性能的要求,如弹性模量、热膨胀系数、电磁性能等,研究材料和零件的设计形式。进而结合传统的去除材料式制造技术、增加材料式覆层技术等,研究多种材料组分的复合成形工艺技术。形成材料与零件的数字化制造理论、技术和方法,如快速成形技术采用材料逐渐增长的原理,突破了传统的去材法和变形法机械加工的许多限制,加工过程不需要工具或模具,能迅速制造出任意复杂形状又具有一定功能的三维实体模型或零件。
2.4机械仿生制造
21世纪将是生命科学的世纪,机械科学和生命科学的深度融合将产生全新概念的产品(如智能仿生结构),开发出新工艺(如生长成形工艺)和开辟一系列的新产业,并为解决产品设计、制造过程和系统中一系列难题提供新的解决方法。这是一个极富创新和挑战的前沿领域。
地球上的生物在漫长的进化中所积累的优良品性为解决人类制造活动中的各种难题提供了范例和指南。从生命现象中学习组织与运行复杂系统的方法和技巧,是今后解决目前制造业所面临许多难题的一条有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自组织、自愈合、自增长与自进化等功能结构和运行模式的一种制造系统与制造过程。如果说制造过程的机械化、自动化延伸了人类的体力,智能化延伸了人类的智力,那么,"仿生制造"则可以说延伸了人类自身的组织结构和进化过程。
仿生制造所涉及的科学问题是生物的"自组织"机制及其在制造系统中的应用问题。所谓"自组织"是指一个系统在其内在机制的驱动下,在组织结构和运行模式上不断自我完善、从而提高对于环境适应能力的过程。仿生制造的"自组织"机制为自下而上的产品并行设计、制造工艺规程的自动生成、生产系统的动态重组以及产品和制造系统的自动趋优提供了理论基础和实现条件。
仿生制造属于制造科学和生命科学的"远缘杂交",它将对21世纪的制造业产生巨大的影响。
仿生制造的研究内容目前有两个方面:
2.4.1面向生命的仿生制造
研究生命现象的一般规律和模型,例如人工生命、细胞自动机、生物的信息处理技巧、生物智能、生物型的组织结构和运行模式以及生物的进化和趋优机制等;
2.4.2面向制造的仿生制造
研究仿生制造系统的自组织机制与方法,例如:基于充分信息共享的仿生设计原理,基于多自律单元协同的分布式控制和基于进化机制的寻优策略;研究仿生制造的概念体系及其基础,例如:仿生空间的形式化描述及其信息映射关系,仿生系统及其演化过程的复杂度计量方法。
机械仿生与仿生制造是机械科学与生命科学、信息科学、材料科学等学科的高度融合,其研究内容包括生长成形工艺、仿生设计和制造系统、智能仿生机械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多属前沿探索性的工作,具有鲜明的基础研究的特点,如果抓住机遇研究下去,将可能产生革命性的突破。今后应关注的研究领域有生物加工技术、仿生制造系统、基于快速原型制造技术的组织工程学,以及与生物工程相关的关键技术基础等。
三、现代制造技术的发展趋势
20世纪90年代以来,世界各国都把制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展,如美国的先进制造技术计划AMTP、日本的智能制造技术(IMS)国际合作计划、韩国的高级现代技术国家计划(G--7)、德国的制造2000计划和欧共体的ESPRIT和BRITE-EURAM计划。
随着电子、信息等高新技术的不断发展,市场需求个性化与多样化,未来现代制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、绿色集成化、全球化的方向发展。
当前现代制造技术的发展趋势大致有以下九个方面:
(1)信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合,现代制造生产模式会获得不断发展。
(2)设计技术与手段更现代化。
(3)成型及制造技术精密化、制造过程实现低能耗。
(4)新型特种加工方法的形成。
(5)开发新一代超精密、超高速制造装备。
(6)加工工艺由技艺发展为工程科学。
(7)实施无污染绿色制造。
随着网络技术的快速发展,其面临的安全性问题也越来越严峻,我平时应用比较多的传统防火墙在如今的网络中总会存在这样那样的漏洞,其主要表现在以下几个方面:第一,传统的防火墙无法像智能防火墙,根据网络和网络信息的状态自动调整规则。第二,传统的防火墙是很难制定规则,如包过滤防火墙,虽然效率较高,但难以制定规则。有一种应用防火墙它虽然可以制定规则,但其效率又很低。第三,传统的防火墙没有主动过滤和屏蔽功能,对没有记录信息的攻击和危险程序无法进行阻拦。第四,传统的防火墙对信息的过滤相对比较单一,而且无法利用这些信息。第五,传统的防火墙的拦截能力非常有限,只能对一些相对简单的情况进行拦截,不具备深度检测功能。
2、INTRANET条件下,智能型防火墙的工作原理
当内网互联主机与互联网主机连接时,需要使用相应的IP地址,反之当互联网主机与内网互联主机连接时,需要通过网关映射到内网主机。这将使互联网网络无法看到内部网的网络,而且内部网的网络将自己躲了起来。此外,DMZ中堡垒主机过滤管理程序可以顺利通过安全通道,并与内部网中的智能认证服务器进行互相通信,而且通信的信息都是秘密进行的。由于智能认证服务器能够进行秘密通信,因此它可以修改内外路由器表,也可以调整制定过滤规则。在智能防火墙中的智能认证服务程序和应用过滤管理程序可以互相协调,不仅可以在堡垒主机上运行,还可以在服务器上运行。
3、INTRANET条件下智能型防火墙的网络安全技术实现方式
3.1智能型防火墙堡垒主机及其实现方法
堡垒主机起着连接内部网和互联网的作用,它的作用非常重要,但是它容易受到攻击,因此我必须要对其做好安全性保护,首先我们对堡垒主机操作系统——Linux操作系统,做了非常缜密的安全化处理,其具体方法是:对于SMTP,FTP,HTTP等的基本网路服务进行保留,对他们的源代码进行重新改写,使它们中的过滤功能从中分离出来,建立一个新的模块,这个模块被称为:应用过滤管理器模块,让这个模块运行在堡垒主机上,统一调度管理所有的应用服务。应用过滤管理器的主要功能是对所有经过堡垒主机的信息进行拦截,然后从下至上对其经过协议的信息进行逐层分析,并对相对安全的数据进行存储,最后秘密地传达给智能认证服务器,让智能认证服务器对这些信息进行分析处理,分析完之后再秘密地传回给应用过滤管理器,然后应用过滤管理器根据分析结果对应用过滤功能进行重新配置,同时激发相应进行工作。
3.2智能型防火墙的智能认证服务器及实现方法
智能认证服务程序和网络数据库是智能认证服务器的核心,智能认证服务器是通过信息驱动来进行操作的,如果外部主机访问内部网络,则需要外部路由器的数据审核,通过审核的信息才能顺利达到DMZ网络,对于内部网的信息请求,不需要经过内部路由器审核,它可以直接进入DMZ网络,另外,还需要这些路由器是否制定过滤规则,如果制定了过滤规则,就不能进行信息传达,并且这些信息也将被丢弃掉,但是,如果过滤规则允许进行传输,那么这些信息还需要通过防火墙。如果数据包和路由器制定的规则不一致,那么这个数据包将会被用过滤管理器拦截下来,然后从底层协议到上层协议对其进行分析,如果分析结果是具有安全性的,那么这个数据包将会被传输给智能认证服务器。智能认证服务器上的数据接收器就会把这些信息存储到网络安全数据库中,网络安全数据库发生变化后,推理机就会自动进行工作,推理机就会使用安全专家知识库里的信息对刚刚进入网络安全数据库中的这些信息进行分析、比较和推断,看看是否能够找出相关对应的数据,从而得出过滤方案,使网络管理员能够直观的看到,方便网络管理员根据实际情况作出相应的处理。这时原文发生器就会转化其内部的代码或者通过修改路由器表和过滤规则来实现内外主机通信;或者由过滤管理器通过修改过滤规则,将其传输到DMZ上的堡垒主机,堡垒主机中的应用过滤管理器对其过滤功能进行重新配置,激发其他应用进行工作。因此,智能型防火墙更能全面严格地进行安全控制。
4、结束语
部分纺织车间如细纱车间由于机器发热量大,在冬季车间热量仍有剩余,需要大量排放到室外大气中,大量热能白白浪费;而部分纺织车间如络筒车间和前纺车间在冬季则需要供热。此时可采用热能转移、风量平衡的方法,把热量剩余车间的热量转移至需要供热的车间。该技术称为纺织车间热能转移技术。该技术的核心在于:不消耗或消耗很少的能量,将部分纺织车间的热能转移至另外的纺织车间。
发热量较大的车间主要是指细纱车间。细纱车间用电一般占全厂吨纱基本生产用电的60%~70%,除一部分转化为加工产品的机械能外,绝大部分电功率转化为热能散发到车间中。细纱机的主要产热部件是电机,电机表面温度甚至高达60℃[1],远远高于车间的温度。因此为节约能源,目前细纱车间的电机基本上都单独进行排风,称为工艺排风。由于细纱车间热量过剩[2],无论冬季还是夏季,工艺排风都排至室外大气中。除工艺排风外,细纱车间的车间回风[3]称为地排风。根据国家标准,细纱车间的温度一般也高于其他车间的温度。实际纺织车间中,冬季细纱车间的温度甚至比前纺并粗等车间的车间温度高10℃以上。
发热量较小的车间包括有后纺的络筒车间、前纺的并粗车间等。这些车间的机器数量较少,机器排布较稀,整个车间总体发热量较低。在冬季,仅靠机器发热量不足以保证车间的温度。为达到国家标准要求的温度,需要从外界输入热量。
纺织车间热能转移技术是指在冬季,把细纱车间的热量转移至后纺的络筒车间、前纺的并粗车间等产热量较小的车间。通过这种车间热能的相互转移分配,来节约能源。
2纺织车间热能转移技术的应用
热能转移可以采用两种方法:①细纱工艺排风通过空调室送至产热量较小的车间;②细纱车间空气直接流通至产热量较小的车间。
方法一:细纱工艺排风通过空调室送至产热量较小的车间
工艺排风回细纱空调室过滤后,由工艺排风机通过主风道隔出的一条通道送至产热量较小车间的空调室,然后由该空调室的送风机送至车间。该方法较以往空调系统的不同之处在于:①工艺排风室的排风窗可调,可把工艺排风调小或关闭,以保证在冬季工艺排风可送至其他车间;②在主风道内隔出一条风道,连接细纱空调的工艺回风室和产热量较小的车间空调室。在隔出风道的两端,装有调节窗以保证冬季工艺排风可以畅通,而夏季工艺排风不能通过。隔出风道可采用普通的砖墙或玻璃钢风道。
方法二:细纱车间空气直接流通至产热量较小的车间车间
当细纱车间与产热量较小车间相连,也可以利用细纱车间的空气来加热隔壁车间。此时,需要打通两个车间的隔墙,安装门或者窗。冬季时减少细纱车间的排风量,增加新风量,保证细纱车间相比隔壁车间为正压状态。隔壁车间关闭送风系统,打开回风系统。则打开两个车间之间的门和窗,就让细纱车间的空气直接流通至产热量较小的车间。
当然,方法一采用了工艺排风机和送风系统,其送风比较均匀,整个车间的舒适度较高,热能利用率较高,然而增加了隔出风道,改造费用较高;方法二仅使用了门窗,把细纱车间的空气流通至隔壁车间,热能利用率很低,整个车间车间温度不均匀,热舒适性很低,但改造费用较低,而且不开隔壁车间的送风机,运行费用较方法一为低。
总之,通过上述两种方法,可将细纱车间的多余热量送至产热量较小的车间,从而保证车间热能的相互转移分配,这样可节约大量能源。例如,利用车间热能转移技术,在除西北、东北偏冷地区之外的纺纱厂,冬季可不设供热系统,节能减排效果十分明显。
3工程实例
实例1山西某有限公司采用方法一,把细纱车间的工艺排风送至前纺车间和络筒车间。在不增加锅炉的前提下,将前纺并粗车间、后防络筒车间的温度提高了6~7℃,都达到19℃以上,不采用锅炉即可达到人体的热感觉要求。一个采暖季节煤折合资金5.0万元,远远高于投资改造的费用。
实例2郑州某棉纺织厂由于细纱车间隔壁的络筒车间产热量较小,采用方法二,将细纱车间和络筒车间通过门窗来调节冬季热能分配。增加很少的投资费用,就使络筒车间的冬季车间温度提高至18℃~22℃,满足生产工艺要求,提高了车间的热舒适性,节能效果明显。
在上述两个工程实例中,利用车间热能转移技术,冬季不设供热系统,即可达到人体热感觉的要求,节能减排效果十分明显。
结论
纺织车间热能转移技术是指在冬季,把细纱车间的热量转移至后纺的络筒车间、前纺的并粗车间等产热量较小的车间。通过这种车间热能的相互转移分配,来节约能源。
纺织车间热能转移技术有两种方法:细纱工艺排风通过空调室送至产热量较小的车间;细纱车间空气直接流通至产热量较小的车间车间。
利用车间热能转移技术,在除西北、东北偏冷地区之外的纺纱厂,冬季可不设供热系统,即可达到人体热感觉的要求,节能减排效果十分明显。
参考文献
[1]陈志祥.细纱车间空调节能探讨.棉纺织技术,1995,23(1):26-28.
[2]刘秀萍.环保节能的空调工艺运用实践.上海纺织科技,2004;32(3):64.
[3]刘方林,马国忠,莫蔚通.细纱回风利用与节能,广西纺织科技,1995,24(3):29-30.