工业篇
概况:
由于空间和人员的限制,本世界打算采用集约式智能制造,生产的产品和数量以及顺序均由中央计算器进行控制。采用数字孪生技术,模拟工厂运行,实时计算,精确的规划产能,优化产能周期,调度机器人。仓库里运输和材料运送使用RGV小车。采用库卡工业机器人。
一、服装等纺织品的制造:
1.衣服采用定制,电脑数据库存储了千万级的人体型号数据和百万级的智能制造MES工艺工序流程数据“两大数据”。中央计算机运行着法国力克CAD、美国三雀克公司的PLM软件等18套软件系统,以及MTM系统,使得定制一人一版数据处理相当快速。
2.衣物原料主要来自农业所生产的棉、麻、丝等自然纤维,由于生产所需数量较少,采用高效率低污染流程短(占地少)自动化程度高的新型全自动转杯纺纱机R 6(资料见附件)。3.织布采用Electroloom,Electroloom是一款设计制造3D织物的机器。人机交互操作时,不需要针、线或缝纫工艺。用户只需使用简单的CAD操作来就可以设计自己的织物模型。Electroloom的工作原理是使用电纺工艺将液体溶液转化为固体纤维,沉积在三维模型上。这个过程称为导向制造(FGF)。本质上说,机器内部电场将纤维引导到一个三维的形状上,并将它们合为一体;
4.而Kniterate-数字3D针织打印机,Kniterate只针对针织织物的织造。它能自动将你的数码设计变成针织服装,简化了设计和制作针织品的过程。其允许用户设计织造范围之广——从一条围巾、一个帽子、一件毛衣或一块地毯,这些都可成为几分钟内就完成的设计。结合中央计算机中运行的多款软件系统,定制化服务更完善。还有Cosyflex技术,制造鞋子。
能耗:4.3*10^4KWh/年
空间:3.8*10^4m^3
二、食品加工行业:
1.日常改善生活食用品:使用1、Print2Taste2、可在太空打印披萨的3D打印公司BeeHex3、智能3D食品打印公司Natural Machines的Foodini 等3D食物打印机。其中还有3D食品打印机XYZprinting可以根据菜谱打印各种模样的菜品,供烹饪,满足一个当大厨的快乐。
2.保存万一过剩的食物:食品工厂制作罐头
3.日常生活所需品制造:油,盐,酱,醋,酒,纯净水使用“DewgoodDG-10”大气水发生器
能耗:9*10^4KWh/年
空间:67500m^3
三、化工原料生产:
1.生物石油生产:
碳氢油是清洁的可再生能源,它以菜籽、棉籽、大豆等油料作物、各油籽加工厂的下脚料(皂角油、酸化油)、高酸油(糠油)以及各餐饮业地沟油(潲水油)等为原材料制成的液体燃料,该产品经检测,各项指标均能与石化柴油媲美,是优质的石化柴油代用品。
2.生物石油产品加工生产线:在石油产品的基础上,实验室制取各种化学物质,基础化学产品如纤维,以及基础化学用品。
3.后续化工生产:电解,铝热,镁热等制取金属原材料。
能耗:140*10^4KWh/年
空间:8*10^4m^3
四、医药设备
药品:主要使用中医疗法,在人工种植的药物中提取药物,制作制剂。
能耗:29200KWh/年
空间:4000m^3
五、精密制造
1.高精度电子器件、柔性可穿戴设备、微小型机器人,电路板等精密电子设备(使用西湖大学的精密增材制造技术)通过超高精度操纵,将3D材料打印技术引入半导体后端工艺中,实现三维高精度光电封装、制造高频无源器件、实现异质异构集成。这一做法可以打印电子器件,可为电子产品,如手机、无人机、机器人的核心器件的制备提供加工方案。
2.美国Northeastern大学的科学家开发出了一款名为“NanoOPS”的3D打印机。在几分钟内,就能在柔性或硬质基板上使用导电、半导电或绝缘性的纳米材料打印出纳米结构和电路(最低可达25纳米)。同时实现纳米打印,如纳米银滤纸。
3.惠普公司推出其的3D打印技术:多射流熔融(Multi-JetFusion),打印小型金属零件。
4.太阳能玻璃制造。
5.大型金属零件制造:“铂力特”大尺寸金属3D打印机,大型超级金属3D打印机(打印生产流程一体化,自动化程度高,配备先进的管理系统,产品制造品质好,特别是模块化架构设计让一台设备可同时使用多种材料,提高了生产效率,拓展了功能配置。)以及“Norsk Titanium”的MERKE IV RDP机床
6.其余零件制造:使用碳零件制造。以及华曙高科尼龙3D打印(详细资料见3D打印附件)。
能耗:9*10^5KWh/年
空间:11200m^3
六、废物处理
固体废物:主要是矿渣等
液体废物:废水中包含金属颗粒,有机、无机化学物质,生物细菌
气体废物:粉尘,NOx,SOx,CO等气体废物
处理方法:
固体:主要采用废渣制造地基的方法处理。
液体废物经过如下几步:
1)气浮、吸附、萃取、沉淀、过滤、磁选等。废水经过物理处理过程后不会改变污染物的化学本性,将污染物和水分离的情况。
2)中和、化学沉淀、药剂氧化还原、臭氧氧化、电解、光氧化法等。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性,处理过程中总是伴随着化学变化。
3)好氧生物处理、厌氧生物处理,生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程,分解有机物的微生物主要是细菌,其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程,但作用较小。
4)纳米银纸膜过滤、杀死、吸附细菌。
气体:采用太阳能空气净化窗户。以及空气净化装置,装置分为两个单元,第一净化单元由紧密并列的小型旋风除尘器组成,旋风除尘器底部设有灰斗,灰斗与筒体可拆卸连接,第二净化单元包括静电除尘设备,静电除尘设备下部设有紫外杀菌设备,紫外杀菌设备上设有纳米光催化净化装置,紫外杀菌设备由多排紫外灯管组成。处理后的空气分离后分别进入化学池洗气处理,补充生成所需基础化学物质。
能耗:14*10^4KWh/年
空间:2.5*10^4m^3
Σ能=260*10^4KWh/年
Σ空间=22.57*10^4m^3