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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
土霉素生產(chǎn)工藝仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
　　本課題在深入研究龜裂霉菌發(fā)酵動(dòng)力學(xué)和熟悉土霉素生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，以PISP.NET為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，結(jié)合傳統(tǒng)的仿真數(shù)學(xué)建模，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了土霉素生產(chǎn)的仿真系統(tǒng)，包括發(fā)酵工段（一、二、三級(jí)發(fā)酵）、酸化工段、脫色結(jié)晶工段和干燥工段全部生產(chǎn)流程。 　　另外，建立了基于B/S模式的網(wǎng)站平臺(tái)，將土霉素生產(chǎn)有關(guān)的文字、工藝流程、現(xiàn)場(chǎng)圖片等資料信息進(jìn)行了系統(tǒng)集成，尤其是對(duì)于復(fù)雜的工藝流程實(shí)現(xiàn)了Flash演示，方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)和對(duì)工藝流程的理解。
詳細(xì)介紹：
　　目前，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)在傳統(tǒng)化工生產(chǎn)中應(yīng)用比較普遍。這種培訓(xùn)模式對(duì)提高操作工的操作素質(zhì)、提高企業(yè)生產(chǎn)效率以及減少事故發(fā)生等方面都有很重要的意義。但對(duì)于生化反應(yīng)來(lái)說(shuō)，這樣的系統(tǒng)卻很少。 　　本課題在深入研究龜裂霉菌發(fā)酵動(dòng)力學(xué)和熟悉土霉素生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，以PISP.NET為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，結(jié)合傳統(tǒng)的仿真數(shù)學(xué)建模，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了土霉素生產(chǎn)的仿真系統(tǒng)，包括發(fā)酵工段（一、二、三級(jí)發(fā)酵）、酸化工段、脫色結(jié)晶工段和干燥工段全部生產(chǎn)流程。 　　另外，建立了基于B/S模式的網(wǎng)站平臺(tái)，將土霉素生產(chǎn)有關(guān)的文字、工藝流程、現(xiàn)場(chǎng)圖片等資料信息進(jìn)行了系統(tǒng)集成，尤其是對(duì)于復(fù)雜的工藝流程實(shí)現(xiàn)了Flash演示，方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)和對(duì)工藝流程的理解。 　　所開(kāi)發(fā)的仿真系統(tǒng)兼顧了生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)特性的仿真和對(duì)操作界面的仿真這兩個(gè)方面，取得了接近實(shí)際的、較好的仿真效果。系統(tǒng)具有易維護(hù)性、高效性、安全性和開(kāi)放性的特點(diǎn)，達(dá)到了實(shí)時(shí)性、逼真性和可操作性的要求，在實(shí)際應(yīng)用中取得明顯的效果，為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)提供了有力的補(bǔ)充。

作品圖片

  • 土霉素生產(chǎn)工藝仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)
  • 土霉素生產(chǎn)工藝仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)
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作品專(zhuān)業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

　　實(shí)習(xí)是高等工科院校重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)之一，但目前情況來(lái)看，實(shí)習(xí)又是最為困難的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，存在的問(wèn)題主要有：(1)難以建立長(zhǎng)期、穩(wěn)定、專(zhuān)業(yè)對(duì)口的校外實(shí)習(xí)基地；(2)生產(chǎn)實(shí)習(xí)質(zhì)量難以保證；(3)現(xiàn)有的生產(chǎn)實(shí)習(xí)方法已無(wú)法適應(yīng)高等學(xué)校21世紀(jì)的課程改革需要，有必要使生產(chǎn)實(shí)習(xí)在強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)，強(qiáng)化理論與實(shí)際結(jié)合的同時(shí)，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，使所學(xué)理論知識(shí)得以深入化、系統(tǒng)化和綜合化。 　　針對(duì)以上問(wèn)題，建立校內(nèi)仿真實(shí)習(xí)基地，用于學(xué)生的實(shí)習(xí)，改革傳統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式，將單純的下廠實(shí)習(xí)改為由校內(nèi)仿真實(shí)習(xí)與校外實(shí)習(xí)相結(jié)合具有極其重要的意義。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了全國(guó)首套模擬土霉素生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作的全流程仿真系統(tǒng)，可用于生物工程、制藥工程或相近專(zhuān)業(yè)的仿真實(shí)習(xí)教學(xué)。 　　該系統(tǒng)包含土霉素生產(chǎn)仿真系統(tǒng)軟件和基于B/S模式的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。其中，在深入研究龜裂霉菌生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和熟悉土霉素生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，利用PISP仿真平臺(tái)建立了土霉素生產(chǎn)仿真系統(tǒng)軟件；基于B/S模式的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將土霉素生產(chǎn)相關(guān)的文字材料、工藝過(guò)程和現(xiàn)場(chǎng)圖片信息進(jìn)行了集中展示。 　　所開(kāi)發(fā)的仿真系統(tǒng)兼顧了生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)特性的仿真和對(duì)操作界面的仿真這兩個(gè)方面，取得了接近實(shí)際的、較好的仿真效果。系統(tǒng)具有易維護(hù)性、高效性、安全性和開(kāi)放性的特點(diǎn)，達(dá)到了實(shí)時(shí)性、逼真性和可操作性的要求，在實(shí)際應(yīng)用中取得明顯的效果，為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)提供了有力的補(bǔ)充。

科學(xué)性、先進(jìn)性

　　本系統(tǒng)是在深入研究龜裂霉菌生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和熟悉土霉素生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)的。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需要有良好的計(jì)算機(jī)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力，利用計(jì)算機(jī)模擬較為復(fù)雜的生物反應(yīng)過(guò)程和生產(chǎn)操作，具有較大的難度，也是本作品的科學(xué)性和先進(jìn)性的體現(xiàn)。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

　　2008年12月校第七屆“創(chuàng)造杯”學(xué)生課外科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。 2009年5月參加全區(qū)第六屆“挑戰(zhàn)杯”學(xué)生課外科技作品競(jìng)，目前正在評(píng)審中。

作品所處階段

　　系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入使用階段，并正在面向市場(chǎng)進(jìn)行銷(xiāo)售。

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

　　該系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)轉(zhuǎn)讓?zhuān)本〇|方仿真軟件技術(shù)有限公司已經(jīng)開(kāi)始面向市場(chǎng)進(jìn)行銷(xiāo)售。

作品可展示的形式

　　仿真軟件操作、Flash演示、文字介紹、圖片展示等。

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

　　1.使用說(shuō)明：請(qǐng)見(jiàn)上傳的論文文檔。 　　2.技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 　　所開(kāi)發(fā)的仿真系統(tǒng)兼顧了生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)特性的仿真和對(duì)操作界面的仿真這兩個(gè)方面，取得了接近實(shí)際的、較好的仿真效果。系統(tǒng)具有易維護(hù)性、高效性、安全性和開(kāi)放性的特點(diǎn)，達(dá)到了實(shí)時(shí)性、逼真性和可操作性的要求，在實(shí)際應(yīng)用中效果顯著。 　　另外，建立了基于B/S模式的網(wǎng)站平臺(tái)，將土霉素生產(chǎn)有關(guān)的文字材料、工藝流程、現(xiàn)場(chǎng)圖片等資料信息進(jìn)行了系統(tǒng)集成，對(duì)復(fù)雜工藝流程實(shí)現(xiàn)了Flash演示，方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)和對(duì)工藝流程的理解。將C/S模式和B/S模式有效地進(jìn)行了綜合利用，實(shí)現(xiàn)了各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)的互補(bǔ)。 　　3.市場(chǎng)前景及經(jīng)濟(jì)效益 　　該系統(tǒng)適用于生物工程、制藥工程及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的仿真實(shí)習(xí)。目前此類(lèi)系統(tǒng)的市場(chǎng)有需求，各高校均希望有適合相應(yīng)專(zhuān)業(yè)的仿真系統(tǒng)以彌補(bǔ)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的不足。 　　此類(lèi)系統(tǒng)市場(chǎng)銷(xiāo)售價(jià)格為4-10萬(wàn)元（示安裝臺(tái)套數(shù)而定），如果按照推廣50套估算，預(yù)計(jì)經(jīng)濟(jì)效益在200萬(wàn)元以上。

同類(lèi)課題研究水平概述

　　隨著計(jì)算機(jī)功能的不斷增強(qiáng)和計(jì)算機(jī)成本的迅速下降，大大推動(dòng)了化工企業(yè)應(yīng)用仿真培訓(xùn)系統(tǒng)解決工人訓(xùn)練的過(guò)程。20世紀(jì)80年代初西方發(fā)達(dá)國(guó)家的大型化工企業(yè)相繼采用了計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，效果十分突出。通過(guò)提供近似于真實(shí)的操作環(huán)境和操作工況，模擬實(shí)際裝置生產(chǎn)過(guò)程不允許產(chǎn)生的故障，克服了工人在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)手機(jī)會(huì)少的缺陷，有利于培養(yǎng)操作人員技術(shù)素質(zhì)；同時(shí)可用探索新裝置開(kāi)車(chē)方案、事故分析、生產(chǎn)優(yōu)化可行性分析、工藝及自控技術(shù)改造方案研究等。 　　國(guó)內(nèi)近年來(lái)建成了許多大型現(xiàn)代化石油化工企業(yè)，這些企業(yè)規(guī)模大、技術(shù)新、自動(dòng)化水平高，新增加職工達(dá)幾十萬(wàn)人，都需要進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。而老企業(yè)普遍存在著技術(shù)落后、能耗高、工人素質(zhì)較低等問(wèn)題。顯然要想迅速地提高這些新、老工人的技能與素質(zhì)，如果不采用先進(jìn)的仿真培訓(xùn)技術(shù)將很難取得重大突破。因此，我國(guó)原化工部對(duì)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和推廣工作給予了極大的重視。自1985年來(lái)，原化工部和中國(guó)石化總公司投資300多萬(wàn)美元引進(jìn)了6套美國(guó)Audy公司和深康公司的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。在吸收引進(jìn)國(guó)外仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，1987年北京化工大學(xué)仿真中心研制成功了我國(guó)第一套通用型石油化工仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，并在北京燕山石化公司應(yīng)用成功。國(guó)產(chǎn)化通用仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用為我國(guó)化工領(lǐng)域職工技術(shù)教育開(kāi)辟了一條新的有效途徑。 　　近年來(lái)國(guó)外石油化工領(lǐng)域開(kāi)始推廣集散控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System)，又稱(chēng)集散型控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，是過(guò)程工業(yè)自動(dòng)化儀表領(lǐng)域的一個(gè)重大改革。其主要特點(diǎn)之一是控制室的操作環(huán)境由模擬儀表盤(pán)轉(zhuǎn)向彩色CRT和專(zhuān)用鍵盤(pán)。世界各國(guó)的儀表公司爭(zhēng)先推出新型集散型控制系統(tǒng)，有名的廠家達(dá)50多個(gè)。因此，國(guó)外化工仿真培訓(xùn)系統(tǒng)幾乎全部轉(zhuǎn)向仿集散系統(tǒng)的操作環(huán)境。 　　目前，我國(guó)提供較為先進(jìn)的化工仿真培訓(xùn)系統(tǒng)軟件的有天津大學(xué)化工信息技術(shù)中心、東方仿真軟件技術(shù)有限公司、達(dá)西奧仿真優(yōu)化技術(shù)集團(tuán)等，主要技術(shù)包括化工廠操作工技能培訓(xùn)、儀表自控系統(tǒng)使用方法培訓(xùn)、工藝過(guò)程輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)裝置調(diào)優(yōu)等軟件。特別是仿真教學(xué)系統(tǒng)向化工類(lèi)職業(yè)學(xué)校提供了培訓(xùn)學(xué)生的高技術(shù)工具，將專(zhuān)業(yè)課程和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生了解生產(chǎn)操作、熟悉生產(chǎn)原理的能力，提高了學(xué)生動(dòng)手實(shí)際操作的興趣與水平。
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