需求领域:制造业;先进制造
背景&内容:近年来,柬埔寨农林渔业部统计显示,他们去年共出口近63万吨大米,其中超过27%流向中国。实际上,我国除了大量进口大米外,自身也在不断提升粮食的自供应能力。近期就有不少地区开始兴建大米生产线。比如: 福建福州、浙江舟山、湖北京山、重庆忠县、安徽含山等。大米作为五谷之首,在我国人们的日常生活中占据重要地位。可以想见,随着更多地区兴建大米加工生产线,我国的大米选择将进一步增加。相关大米加工机械生产企业也要抓紧这一机遇,加快对设备进行升级改进,推动产业加速发展。
目前大米加工过程的主要问题体现在成品米低、自动化程度低、粉尘污染严重、人工参与度高、企业经济效益相对较低,利润率低于%5。分析原因主要是生产线几乎无自动化,需要大量有熟练操作单机设备的师傅参与,经济效益的好坏与操作人员的素质与能力直接相关,也就是要求工人师傅必须非常了解大米的生产工艺,对工人的要求极高。大米智能生产线的建立可大幅改善劳动条件,减少人工干预,提高过程可控性,实现资源的优化整合和提高,进而提高生产效率和产品质量。将会弥补我国大米生产粗放化的时代,也是大米生产加工技术的一场革命,将标志着我国大米生产精益化真正走向了高科技时代。
需解决的主要技术难题:1、研究设备加工工艺参数优化方法
深入研究大米生产加工工艺及生产设备之间协调优化,以改善节能降耗、减少污染排放、提高大米的成品率;在深入研究单台设备(旋振筛、称重机、去石机、轮毂机、谷糙分离机、碾米机、抛光机、色选机)动态特性的基础之上,建立有效的数学模型,然后利用仿真技术,研究各个单台设备的驱动参数,比如驱动电频、频率与负载扭矩、振动幅度、振动频率之间的数学关系。根据研究测试的技术参数为指导来设计单台设备的工艺参数,以实现整条产线参数达到最佳配合,以实现高效率、节能、环保的目标。
2、研究运用在线参数自感知、机器视觉、人工智能算法的大米产线参数智能采集、自动处理、智能调节决策系统算法研究智能化大米生产线需要及时采集产量、质量、能耗、设备实时工作状态及工艺参数。研究大米生产线所有设备的过程参数的采集、接口规范以及机器视觉技术等,为实现单台、整套设备工艺参数的智能化调节提供基础实时数据。研究智能化决策控制算法提高产线的生产效率、提高大米生产质量。
3、研究大米生产线的组网技术,研究物联网技术、现场总线技术以实现大米产线的分布式控制及组网集中监测与控制。
研究无线ZigBee的抗干扰特性、组网技术以及电磁兼容性等关键性能指标。根据数据传输速率的基本要求、设计每帧数据的传输大小及格式、设计系统校验模式等以提高整个系统的数据传输效率和可靠性。