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科技·工业

(一)整体设计

工业版块主要分为重工业、轻工业等部分。工业大楼位于世界的三对雪花楼中的一对,结合位于主世界之外的能源开采区域。

在靠近世界边界的部分设置能源处理区域,与主世界之外的能源开采区域相连接,形成能源开采——能源处理的连贯动作。

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大体将重工业设置在雪花楼的左侧,轻工业设置在右侧,与右边的农业-商业区距离较近,便于原材料与产品之间的快速流通。


(二)重工业

1.综述

重工业主要包含能源处理区域、钢铁工业、机械工业、材料工业等部分。

2.能源处理区域

此区域是能源的收集、集中处理和再分配处所。将采集的化石能源、太阳能和风能经过相应的处理得到可使用的电、热产品再进行相应的分配与输送。

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说明:世界的每座建筑都设有相应的太阳能板与一定的风能收集装置,每一栋楼收集的能量经过立即处理后优先供该楼使用,有富余情况下通过统一布设的通道运送至世界能源处理区域。

在能源的收集和再分配过程中,电能统一收集并输送或储存,热量(或天然气)直接输送。

3.钢铁工业

基于环境保护与科学可持续发展的理念,本世界主要采用电力炼钢技术。

应用两座Digimelter混合供电电弧炉,结合Q-ONE数字清洁供电专利技术控制电弧的电流和电压,可为电弧炉提供更高效、更稳定的电能输入。这将使电弧炉会更灵活地满足不同的原料配比。除了通电和电极消耗方面的优异性能外,由Q-One提供支持的Digimelter电弧炉还确保对电网的影响可以忽略不计。基于Q-One,达涅利Digimelter采用混合供电设计,可以直接使用可再生能源。此外,Digimelter混合供电电弧炉将采用电弧炉冶炼中的最新设计和技术包,在显著优化钢水生产成本的同时,可以实现自动控制代替传统的手动操作,从而使操作员远离直接面对钢液的危险。

信息来源

预计总产能达到350万吨/年。

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4.机械工业

本世界的机械工业包含所有需要使用机械的领域的器械制造,包括但不限于工业设备、农业设备、交通设备等机械。

机械工业主要运用智能与自动化技术,与传统的人工生产模式相比,应用自动化技术的机械设备生产效率、生产质量更高,且工人的劳动强度更低。另外,数控技术在机械设备制造中的应用,可以提升整个生产过程的智能化程度,即数控技术的应用可以对相应操作流程进行提前设定,然后根据设定流程展开标准化生产。即便是极限环境下,机械设备制造依然可以顺利进行,提高生产质量。

专家控制器

专家控制系统(expertcontrolsystem,ECS)是典型的基于知识控制系统,它是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统。它运用人工智能技术和计算机技术,根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,解决那些需要人类专家才能解决好的复杂问题。

模糊控制器

模糊控制器(FC-Fuzzy Controller),也称模糊逻辑控制器(FLC-Fuzzy Logic Controller)。由于模糊控制技术具有处理不确定性、不精确性和模糊信息的能力,对无法建造数学模型的被控过程能进行有效的控制,能解决一些用常规控制方法不能解决的问题,因而模糊控制在工业控制领域得到了广泛的应用。

神经网络控制器

神经网络在工业控制系统中的应用提高了系统的信息处理能力,提高了系统的智能水平。所谓神经网络控制,简称神经控制,它是指采用神经网络这一技术对复杂的非线性对象进行建模,或担当控制器,或优化计算,或进行推理,或故障诊断等工作。

信息来源

上述几种自动化技术,包含仪器仪表产品的高科技化,特别是智能化,将成为日后仪器仪表科技与产业的发展主流。

5.材料工业

我们采用StartUs Insights提供的研究数据作为本世界材料工业的技术指向参考。

信息来源

1.可持续材料

2.智能材料

3.纳米科技

4.增材制造

5.轻量化

6.材料信息学

7.先进复合材料

8.石墨烯和2D材料

9.表面工程

10.材料管理4.0


(三)轻工业

1.轻工业门类

轻工行业共分为18个大类行业;包括:(1)采盐,(2)农副食品加工业,(3)食品制造业,(4)酒、饮料和精制茶制造业,(5)皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业,(6)木、竹、藤、棕、草制品业,(7)家具制造业,(8)造纸和纸制品业,(9)文教、工美、体育和娱乐用品制造业及本册印制,(10)油墨、动物胶及日用化学产品制造,(11)塑料制品业,(12)玻璃、陶瓷制品制造,(13)金属工具及金属制日用品制造,(14)轻工通用设备及专用设备制造业,(15)自行车、助动车及非公路休闲车制造,(16)电池、家用电力器具及照明器具制造业,(17)钟表、衡器及日用杂品制造,(18)建筑装饰业。

2.技术运用

(1)3D打印技术

使用3D打印技术在产品设计初期进行数字化开模,只要提供数字文件,将3D打印设备连接计算机,加上成品所需的材质的耗材(如金属、陶瓷等),即可生成成品,为成本开发初期提供了更多验证的机会。

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3D打印技术可以在各种制造业领域大展身手,让日用品,食品加工等变得更加便捷。3D打印技术与传统产品生产设备相比,工期更短,耗材的使用更加充分。可以减少人力物力财力的损失,达到快速满足人们需求,更加节约等目的。

(2)智能机器人运用

在生产、制造、加工、处理流水线上,我们世界利用机器人来进行重复性的、有危险性的工作,这样可以很大程度上解放人们的双手,让人们有时间去做一些更有意义的事情,减少了人力损失。此外,这样还可以减少因工受伤的可能,保障人们的生命健康。

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参考网站:

工业机器人在智能制造中的运用 - 中国知网 (zju.edu.cn) 

(3)数字孪生技术的应用  

数字孪生技术通过智能传感器实时地采集物理世界中的真实数据,并利用仿真建模工具将物理世界的真实数据通过数字化表示仿真到一个虚构数字空间中,即构建一个与物理模型相仿的虚拟副本,用于模拟对象在现实环境中的行为,对产品、制造过程乃至整个工厂进行虚拟仿真,从而提高制造企业产品研发、制造的生产效率。

数字孪生技术可以应用于产品的设计,制造,维护等多个方面。

数字孪生可以制造出更加个性化,定制化的物品,这对于我们这样的只有一千来人的小世界来说很有意义。另外,利用数字孪生技术还可以提高产品设计,制造,维护的效率,有效地缩短了制造周期,也使产品的质量得到提升。

参考网站:

面向智能制造的工业数字孪生关键技术特性 - 中国知网 (zju.edu.cn)

(四)工业废料处理

生物膜与活性污泥结合工艺

根据生物脱氮除磷原理硝化菌和反硝化菌可以分别放置在好氧和缺氧装置内而含氮液体在它们之间循环这样可使硝化菌和反硝化菌分别在各自的最佳环境中充分发挥作用同时除磷菌在厌氧和好氧之间循环以完成磷的释放和超量吸收。综合考虑生物脱氮除磷对环境条件的要求以及生物膜法和活性污泥法的各自特点确定试验工艺流程如图1所示。

生物膜与活性污泥结合工艺将常规生物脱氮除磷工艺中存在的相互影响和制约的因素分解‚能够同时有效地从污水中去除氮、磷和有机物。据实验结果,氨氮去除率达99%以上,总 氮、总磷和COD 的去除率分别达到85%、95%和 95%。当厌氧段与好氧段污泥量比为1∶1时硝化率和除磷效率可同时达到最大。

生物膜与活性污泥结合工艺脱氮除磷研究

氧化塘

以自然界的池塘、湖泊作为参照物,仿照非流动水具有自身净化功能的原理,人为构建一个静态污水池塘,污水中有机物主要由塘中细菌降解,细菌所需氧气由藻类和其他光合微生物的光合作用以及水面上方的空气提供。适用于经处理后轻度污染的污水。不仅能有效地处理废水,而且可以利用废水中的有机物在生物氧化过程中转化成的藻类蛋白养鱼、养鸭等,获得良好的经济效益。

工程菌

将从自然环境、污染环境或处理系统中分离、筛选和鉴定的高效降解菌加以合 理组合‚从而能高效降解多种有机物的混合菌群。利用该工艺,对石化废水中难降解有机污染物有很好的去除

2022-11-12 10:53:49
人类返组