基本信息
- 項目名稱：
- 土霉素生產(chǎn)工藝仿真系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本課題在深入研究龜裂霉菌發(fā)酵動力學(xué)和熟悉土霉素生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，以PISP.NET為開發(fā)平臺，結(jié)合傳統(tǒng)的仿真數(shù)學(xué)建模，設(shè)計并實現(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，將土霉素生產(chǎn)有關(guān)的文字、工藝流程、現(xiàn)場圖片等資料信息進行了系統(tǒng)集成，尤其是對于復(fù)雜的工藝流程實現(xiàn)了Flash演示，方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)和對工藝流程的理解。
- 詳細介紹：
- 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。但對于生化反應(yīng)來說，這樣的系統(tǒng)卻很少。 本課題在深入研究龜裂霉菌發(fā)酵動力學(xué)和熟悉土霉素生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，以PISP.NET為開發(fā)平臺，結(jié)合傳統(tǒng)的仿真數(shù)學(xué)建模，設(shè)計并實現(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，將土霉素生產(chǎn)有關(guān)的文字、工藝流程、現(xiàn)場圖片等資料信息進行了系統(tǒng)集成，尤其是對于復(fù)雜的工藝流程實現(xiàn)了Flash演示，方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)和對工藝流程的理解。 所開發(fā)的仿真系統(tǒng)兼顧了生產(chǎn)過程動態(tài)特性的仿真和對操作界面的仿真這兩個方面，取得了接近實際的、較好的仿真效果。系統(tǒng)具有易維護性、高效性、安全性和開放性的特點，達到了實時性、逼真性和可操作性的要求，在實際應(yīng)用中取得明顯的效果，為現(xiàn)場實習(xí)提供了有力的補充。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 實習(xí)是高等工科院校重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)之一，但目前情況來看，實習(xí)又是最為困難的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，存在的問題主要有：(1)難以建立長期、穩(wěn)定、專業(yè)對口的校外實習(xí)基地；(2)生產(chǎn)實習(xí)質(zhì)量難以保證；(3)現(xiàn)有的生產(chǎn)實習(xí)方法已無法適應(yīng)高等學(xué)校21世紀的課程改革需要，有必要使生產(chǎn)實習(xí)在強化學(xué)生的工程意識，強化理論與實際結(jié)合的同時，加強計算機的應(yīng)用以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，使所學(xué)理論知識得以深入化、系統(tǒng)化和綜合化。 針對以上問題，建立校內(nèi)仿真實習(xí)基地，用于學(xué)生的實習(xí)，改革傳統(tǒng)的生產(chǎn)實習(xí)模式，將單純的下廠實習(xí)改為由校內(nèi)仿真實習(xí)與校外實習(xí)相結(jié)合具有極其重要的意義。為此，我們設(shè)計并開發(fā)了全國首套模擬土霉素生產(chǎn)現(xiàn)場操作的全流程仿真系統(tǒng)，可用于生物工程、制藥工程或相近專業(yè)的仿真實習(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。其中，在深入研究龜裂霉菌生長動力學(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)平臺將土霉素生產(chǎn)相關(guān)的文字材料、工藝過程和現(xiàn)場圖片信息進行了集中展示。 所開發(fā)的仿真系統(tǒng)兼顧了生產(chǎn)過程動態(tài)特性的仿真和對操作界面的仿真這兩個方面，取得了接近實際的、較好的仿真效果。系統(tǒng)具有易維護性、高效性、安全性和開放性的特點，達到了實時性、逼真性和可操作性的要求，在實際應(yīng)用中取得明顯的效果，為現(xiàn)場實習(xí)提供了有力的補充。
科學(xué)性、先進性
- 本系統(tǒng)是在深入研究龜裂霉菌生長動力學(xué)和熟悉土霉素生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上進行開發(fā)的。系統(tǒng)的開發(fā)需要有良好的計算機和專業(yè)知識應(yīng)用能力，利用計算機模擬較為復(fù)雜的生物反應(yīng)過程和生產(chǎn)操作，具有較大的難度，也是本作品的科學(xué)性和先進性的體現(xiàn)。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2008年12月校第七屆“創(chuàng)造杯”學(xué)生課外科技作品競賽一等獎。 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，目前正在評審中。
作品所處階段
- 系統(tǒng)已經(jīng)進入使用階段，并正在面向市場進行銷售。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 該系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了技術(shù)轉(zhuǎn)讓，北京東方仿真軟件技術(shù)有限公司已經(jīng)開始面向市場進行銷售。
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。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1.使用說明：請見上傳的論文文檔。 2.技術(shù)特點和優(yōu)勢 所開發(fā)的仿真系統(tǒng)兼顧了生產(chǎn)過程動態(tài)特性的仿真和對操作界面的仿真這兩個方面，取得了接近實際的、較好的仿真效果。系統(tǒng)具有易維護性、高效性、安全性和開放性的特點，達到了實時性、逼真性和可操作性的要求，在實際應(yīng)用中效果顯著。 另外，建立了基于B/S模式的網(wǎng)站平臺，將土霉素生產(chǎn)有關(guān)的文字材料、工藝流程、現(xiàn)場圖片等資料信息進行了系統(tǒng)集成，對復(fù)雜工藝流程實現(xiàn)了Flash演示，方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)和對工藝流程的理解。將C/S模式和B/S模式有效地進行了綜合利用，實現(xiàn)了各自優(yōu)缺點的互補。 3.市場前景及經(jīng)濟效益 該系統(tǒng)適用于生物工程、制藥工程及相關(guān)專業(yè)的仿真實習(xí)。目前此類系統(tǒng)的市場有需求，各高校均希望有適合相應(yīng)專業(yè)的仿真系統(tǒng)以彌補現(xiàn)場實習(xí)的不足。 此類系統(tǒng)市場銷售價格為4-10萬元（示安裝臺套數(shù)而定），如果按照推廣50套估算，預(yù)計經(jīng)濟效益在200萬元以上。
同類課題研究水平概述
- 隨著計算機功能的不斷增強和計算機成本的迅速下降，大大推動了化工企業(yè)應(yīng)用仿真培訓(xùn)系統(tǒng)解決工人訓(xùn)練的過程。20世紀80年代初西方發(fā)達國家的大型化工企業(yè)相繼采用了計算機仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，效果十分突出。通過提供近似于真實的操作環(huán)境和操作工況，模擬實際裝置生產(chǎn)過程不允許產(chǎn)生的故障，克服了工人在生產(chǎn)現(xiàn)場動手機會少的缺陷，有利于培養(yǎng)操作人員技術(shù)素質(zhì)；同時可用探索新裝置開車方案、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。 國內(nèi)近年來建成了許多大型現(xiàn)代化石油化工企業(yè)，這些企業(yè)規(guī)模大、技術(shù)新、自動化水平高，新增加職工達幾十萬人，都需要進行技術(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)，如果不采用先進的仿真培訓(xùn)技術(shù)將很難取得重大突破。因此，我國原化工部對仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開發(fā)和推廣工作給予了極大的重視。自1985年來，原化工部和中國石化總公司投資300多萬美元引進了6套美國Audy公司和深康公司的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。在吸收引進國外仿真培訓(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。國產(chǎn)化通用仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用為我國化工領(lǐng)域職工技術(shù)教育開辟了一條新的有效途徑。 近年來國外石油化工領(lǐng)域開始推廣集散控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System)，又稱集散型控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，是過程工業(yè)自動化儀表領(lǐng)域的一個重大改革。其主要特點之一是控制室的操作環(huán)境由模擬儀表盤轉(zhuǎn)向彩色CRT和專用鍵盤。世界各國的儀表公司爭先推出新型集散型控制系統(tǒng)，有名的廠家達50多個。因此，國外化工仿真培訓(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，我國提供較為先進的化工仿真培訓(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、達西奧仿真優(yōu)化技術(shù)集團等，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)、工藝過程輔助優(yōu)化設(shè)計、控制系統(tǒng)輔助優(yōu)化設(shè)計、生產(chǎn)裝置調(diào)優(yōu)等軟件。特別是仿真教學(xué)系統(tǒng)向化工類職業(yè)學(xué)校提供了培訓(xùn)學(xué)生的高技術(shù)工具，將專業(yè)課程和實習(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)生動手實際操作的興趣與水平。
