[图文]北方交通与辽宁工程技术大学联合开发矿冶机械系列产品

        编者按：根据辽宁科教大省在全国的地位及充分的人才资源，结合沈阳铁西装备制造业老工业基地得天独厚的环境优势，沈阳北方交通重工集团与辽宁工程技术大学达成煤机产品产学研技术合作双赢战略。双方分别从联合申报重大项目、重点攻关，联合成立设计研究院，企业人才培养与培训，学生实习与就业，聘任兼职教授等方面进行合作，共同开发煤炭矿冶机械系列产品。

　　值得一提的是，协议签订后，双方将首次采用虚拟样机技术，将刚-柔耦合多体系统动力学应用于煤炭矿冶机械产品的研发之中，联合开发EBZ180、EBZ200Y、EBZ280型掘进机截割部及MG300/700型采煤机摇臂的可靠性。应用虚拟样机技术可使设计人员比较容易地对虚拟样机进行模拟产品真实性能试验，早期发现设计乃至运行过程中存在的各类问题，低成本地获得最优方案，降低新产品的研发时间和成本，在充分满足客户的前提下，使产品轻量化、节能降耗，提高产品质量和企业竞争力。

模拟样机

　　务实创新 强强联合

　　沈阳北方交通重工集团与辽宁工程技术大学达成产学研合作是推进科技创新的有效形式，是企业优化科技行为、增强核心竞争力的重要形式，也是世界科技和经济发展的大趋势。通过产学研合作，不断加强企业自主创新和自主品牌建设，提高产品的附加值和企业可持续发展能力。

　　在产学研合作上，双方充分借鉴先进经验，以互惠共赢为切入点，积极构建互动机制，联合申报国家及省部级科研课题;联合开发新产品;建立人才培养基地，面向企业开办工程硕士班、研究生进修班和本、专科教学班，设立研究生培养基地，选派博士生和硕士生到企业技术服务并完成学位论文;企业提供实习、社会实践、毕业设计以及青年教师进修、挂职锻炼等方面的机会;优先考虑录用毕业生到企业工作;聘请技术人员作为学校兼职教授，为研究生讲课，并兼任研究生导师。北方交通积极吸纳创新要素，引进模拟样机技术，优先选用煤炭行业专业人才向企业聚集，促进了科技成果向现实生产力转化，提升了企业自主创新能力，优化了矿冶机械产业层次，成为2009年中国最具成长力的煤机品牌。

　　中国煤炭工业机械协会会长许亚雄一直非常关注和支持北方交通的发展，他殷切地提出指导性建议，“产学研合作要以科学发展观为指导，遵循科技发展和市场规律，以企业为主体，以市场为导向，通过政府引导，企业、高校密切合作，促进企业利用全社会创新资源，形成创新资源有序流动、运行机制较为完善、合作内容较为丰富、合作形式较为规范的产学研结合创新体系，使产学研合作有效地提升北方交通自主创新能力，推动煤炭矿冶机械产品技术上一个新的台阶。”

　　敢为人先 自主研发

　　我国从“九五”期煎劮始对虚拟样机技术的跟踪研究，取得了初步的研究成果。目前主要应用于航空航天、武器装备等领域，在煤机行业的应用尚属起步阶段。近日，北方交通将虚拟样机技术率先应用于煤炭矿冶机械产品的设计研发，加速产品的研发速度，同时，还对客户最关注的安全性问题做了详尽而周密的试验，提高了产品稳定性。

　　虚拟样机技术基于并行工程(Concurrent Engineering)，强调系统观点，涉及产品全生命周期，支持对产品全方位的测试、分析与评估，强调不同领域的协同设计，是一门综合多学科的技术。

　　在虚拟样机技术中，技术人员可以直接利用各零、部件的物理信息及其几何信息，在计算机上定义其连接关系并对机械系统进行虚拟装配，从而获得机械系统的虚拟样机。然后针对投入使用后的各种工况进行仿真分析，预测产品的整体性能，为新产品的研发和对现有设备的改造提供了全新的方法，可明显提高产品的系统级性能，获得最优化的设计产品。

　　利用虚拟样机技术还可以分析对于物理样机来说极其危险的工况，如煤矿井下设备的工矿等安全性试验。在不牺牲产品安全性的前提下大幅度降低成本、缩短设计开发时间。虚拟样机技术不仅可对系统方案进行论证及评估，而且可用于产品的概念设计阶段、设计细化阶段、试验规划阶段以及工作状态再现等，这也是该技术越来越受重视的根本原因。

　　运用刚-柔耦合多体系统 提高矿冶机械可靠性

　　随着经济全球化、贸易自由化和社会信息化的不断发展，世界制造业市场环境发生了巨大变化，消费者需求日趋主体化、个性化和多样化，企业间竞争也越来越激烈。面对多变的买方市场，传统的设计方法以及大批量的生产模式已经不再适应新市场、新形势的需求。在这种情况下，缩短开发周期，提高产品质量，降低成本以及对市场需求的灵活反映能力就成了企业能否在市场竞争中获胜的重要标志。

　　北方交通结合“复杂煤层赋存条件下工作的掘进机截割部可靠性研究”项目，建立刚-柔耦合多体系统虚拟样机模型，通过与三维参数化CAD软件Pro/E、有限元分析软件ANSYS、机械系统运动学和动力学分析软件ADAMS联合应用，实现采煤机截割部的稳定性试验，提高产品稳定性。

　　在复杂煤层条件下，硬岩掘进机截齿会遇到难截物质，如硬度高、研磨性强的岩石，受到的瞬时冲击载荷很容易破坏其薄弱环节，缩短掘进机使用寿命，甚至使其无法使用。以重型掘进机为例，其工况特点是低速重载、强冲击，当截割煤岩时，煤岩的反作用力使截割头承受着强大的截割阻力和冲击负荷，通过传动链传递给减速系统的齿轮、轴和轴承等传动件上，离截割头越近的构件，受到的影响就越严重。刚-柔耦合多体系统模拟样机技术作为现代设计制造领域的一门新技术，取代了物理样机，为传统产品设计注入了新活力，降低研发成本和周期，提高了设计质量和产品可靠性。

　　随着中国煤炭装备企业研发能力的不断提升，虚拟样机技术也将全面普及煤炭机械制造领域，逐步走向成熟。我们预言，虚拟样机技术必将成为矿冶机械产品开发设计的主流趋势，成为企业进行科学研究和设计复杂产品的重要手段。

　　“产学研合作，加速了沈阳市高新技术产业的发展，促进了一大批科技成果的就地转化。”沈阳市科技局局长宋锡坤说。北方交通通过与辽宁工程技术大学强强联合，将刚-柔耦合多体系统虚拟样机技术应用于煤炭矿冶机械产品的研发，为2012年实现百亿企业规划，跻身煤炭矿冶机械领域“第一集团军”，加快沈阳向创新型城市发展，奠定了坚实地基础。