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【關鍵詞】石油化工;防爆電氣設備;安裝質量;金屬配管
隨著社會經濟的快速發展,石油化工行業也取得了極大的進步,其生產規模越來越大。由于石油化工行業在生產過程中,會產生爆炸性混合物或易燃物質,而電氣設備和線路在運行過程中出現火花或高溫等現象,則可能會導致爆炸或火災事故的發生,造成巨大的生命或財產損失。因此,有效地控制防爆電氣設備的安裝質量,確保石油化工行業生產的安全是當前亟需探討的重要課題。
1 配管安裝
1.1金屬配管對口焊接
在配管安裝中,最為常見的問題是金屬導管對口焊接。在《電氣裝置安裝工程爆炸和火災危險環境電氣裝置施工及驗收規范》(GB 50257―2014)中的第3.3.2條中要求,在容易出現爆炸的危險場所在進行鍍鋅保護管的連接過程中,主要是選擇螺紋連接的方式,不能夠采用套管的焊接方式,并且還需要在螺紋上涂好電力復合脂。此外,在《建筑電氣工程施工質量驗收規范》(GB 50303―2002)中的第14.1.2條也對金屬導管進行的嚴格的規定,嚴禁對金屬導管采用對口焊接的方式,同時還需要保障鍍鋅、壁厚等小于2mm的鋼制導管不能夠采用熔焊的連接方式。
1.2金屬導管的連接主要采用水暖配件
在火災現場以及爆炸危險場中的配管安裝工作工監督檢查工作中,曾經多次查到了工程現場的配管之間出現使用連接件為水暖配件的現象。即使在普通場所的安裝中時也是屬于不允許的,更何況火災或者是爆炸危險場所。究其原因,主要是由于水暖接頭連接工作中無法保障其密封性。正確的工作做法是需要利用專用管接頭或者是防爆穿線盒,同時還需要在螺紋的連接處涂抹防止導電防銹脂。
2 電纜接線
在電纜接線工作中,主要的問題就是由于電纜纏繞連接問題、電纜絕緣層的破話問題以及電纜保護頭的接地裝置出現不接地或者是亂接等問題。在照明防爆接線盒施工過程中,施工工作人員為了能夠便捷工作,大多是直接將照明防爆盒內的接線柱拆除,之后將電纜的接頭進行直接的纏繞連接,但是卻違反了GB 50257―2014中的第3.1.5條規定,在導線、電纜連接過程中,需要利用具備防松措施螺栓進行固定,或者是采用壓接、釬焊以及熔焊等等,但可以采用繞接的方式。
3 穿線口的密封
3.1防爆密封圈、電纜之間存在著尺寸不匹配問題
防爆的密封圈大多選擇多層密封的膠圈,施工工作人員在實際施工過程中,由于密封圈的去層多多而使得電纜、密封圈之間的間隙出現了過大的問題,在壓緊電纜的壓蓋之后,膠圈也無法真正的將電纜擠緊,實際的施工無法滿足實際的密封要求。此外,由于彈性密封圈外部金屬擋板的直徑、進線內徑開口的差距應該控制在2mm以內,厚度不小于2mm。根據GB 50257―2014第3.2.3.3的要求,彈性密封圈需要與電纜外徑相匹配,保證密封圈的內徑、電纜外徑之間的差值控制在1mm左右。
3.2一個防的爆密封圈中穿設多根電纜
防爆接線箱在實際的工作過程中,可以在進孔部分穿入兩根電纜,需要保證不完全完全密封狀態。在GB 50257―2014中第3.2.3.3條規定,彈性的密封圈一個孔需要密封一根電纜,穿過的穿線孔防爆密封圈寬度不能夠小于電纜外徑0.7倍,同時不小于10mm。此外,絕對不能利用穿電纜防爆密封圈用作穿導線。經過施工單位的整改工作之后,監督工作人員需要進行再次檢查,保證其符合規范要求。
3.3電纜、防爆的密封圈存在著尺寸不匹配現象
施工工作人員在剝除電纜外護套之后,需要將3×2.5規格的芯線穿入到單孔密封圈中。也就是,將3根電線穿過同一個密封圈,實際上卻并沒有起到密封作用,也并不是非常符合GB 50257―2014的第3.2.3.3條中的規定,彈性密封圈中一個孔,需要密封其中一根的電纜,保證電纜與電纜護套能夠一起穿過密封圈,最終安裝到箱體中。電纜鋼鎧在進入格蘭口前斷開,沒有引入接線箱內接地。原因是電纜外徑大,格蘭內徑小(不匹配)。
3.4電纜與彈性密封圈尺寸不匹配
施工單位人員因密封膠圈內徑小,電纜無法穿過,直接將彈性的密封膠圈割開之后將電纜傳入完成。這就使得彈性密封圈缺乏密封性,無法達到防爆密封的作用。電纜、彈性密封圈需要保證安全正確性,彈性密封圈一個孔必須密封一根電纜,被密封電纜截面需要保證應近似圓形;同時彈性密封圈、電纜外徑之間需要保證匹配度,密封圈內徑、電纜外徑的允許差值保持在±1mm以內,壓緊彈性密封圈之后,保證電纜沿圓周保持均勻地擠緊。
3.5接線箱和動力箱的多余穿線口并沒有封堵
防爆接線箱和動力箱多余并且沒有使用穿線口不及時封堵現象是目前工程發展中出現頻率較高的現象,特別是在裝置區框架上防爆照明接線盒存在著多余口。雖然施工工作單位也了解最后需要對穿線口進行統一檢查,但是在高處防爆照明接線盒多余口往往會由于視線所不能及等等原因,進而出現了遺漏、未封堵等情況。
4 防爆設備接地安裝
根據《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》(GB 50169―2006)中內容分析來看,電氣裝置金屬非常大的部分需要采取接地安裝或者是接零安裝方式。防爆設備在實際的安裝過程中,是普通裝置中最容易出現問題,主要是由于接地設備并沒有接地、接地線串接、接地搭接面積不達標、接地連接缺防松裝置等造成的。對于防爆性質電氣設備,接地設置正確連接顯得更加重要。因為其可能導致的后果肯定會更加嚴重,所以應該對此予以足夠的重視。
4 小結
綜上所述,防爆電氣設備的使用為化工產業的安全生產提供了保障,但是如果在其安裝施工過程中出現一些質量問題,則可能會引起安全事故,對人員與財產的安全構成威脅。因此,在石油化工行業的防爆電氣設備安裝施工中,要嚴格按照相關規范要求施工,同時還要做好安裝質量控制措施,確保防爆電氣設備的安裝質量。
參考文獻:
國內整體包裝解決方案做得較好的是耐帆包裝工程有限公司,它為客戶提供從包裝咨詢到生產運輸等一整套完整的包裝服務[3]。我國整體包裝還處于起步發展階段,有些企業雖然提出了整體包裝解決方案,但在實施上只是概念性的,沒有落在行動上。在CPS實施過程中,要遵循包裝總體設計原則、經濟最優原則、安全性原則和綠色化原則[4]。CPS法的構成要素[5]見圖1。
2燈具包裝現狀
目前,臺燈按功能可以分兩大類:裝飾性臺燈、實用型臺燈。裝飾性臺燈注重外觀的漂亮、造型的創新,實用型臺燈注重照明的效果和使用的方便性。臺燈的材質有五金、樹脂、玻璃、水晶、實木、陶瓷等,材質不同對包裝的要求也不同。現在市場上臺燈的包裝沒有規則,以紙板、泡沫等各種緩沖材料作為填充物,緩沖效果不盡人意,對于易碎材質的燈具,該包裝方式很容易造成燈具損壞。
3燈具的包裝結構設計
在CPS理念的指導下,筆者為一款臺燈設計包裝。文中實例的臺燈結構主要包括基座、燈架、燈罩、電源線及插頭等部件,利用Pro/E軟件進行繪圖,臺燈模型見圖2—3。臺燈燈罩的材質為ABS樹脂,支架的材質為鋁合金,其總體尺寸為29cm×29cm×57.8cm,質量為4.2kg。臺燈的運輸方式為公路運輸,在國內運輸及銷售。在運輸過程中,由于沖擊和振動作用,會對產品造成損壞,所以在為臺燈進行包裝設計時不僅要考慮到燈罩及底座的安全性,還要考慮支架的穩固性,避免其變形或移位。緩沖材料選用緩沖性能良好的EPE及B楞瓦楞紙板[6]。固定支撐結構通過EPE與瓦楞紙板復合的凹槽結構和EPE塊來實現,底部和頂部的緩沖采用EPE,見圖4。支撐部分和上下緩沖部分配合完成臺燈的緩沖包裝,內包裝箱(見圖5)采用B楞瓦楞紙箱(內尺寸為315cm×315cm×680cm)[7]。對于緩沖包裝和外包裝設計都滿足拆卸方便和循環使用的原則。
4有限元分析
有限元分析(FEA,FiniteElementAnalysis)是利用數學近似的方法對真實物理系統(幾何和載荷工況)進行模擬。Ansys是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件[8]。由于臺燈是對稱結構,所以取1/4來進行分析。對本次包裝設計進行有限元分析,不僅能夠節約實驗時間和費用,而且能夠得出清晰的參數。
4.1靜力學分析靜力學分析可以求解外載荷引起的位移、應力和力。臺燈包裝件在運輸過程和倉儲時會進行堆碼,外載荷會對下層的包裝件施加壓力。對包裝件進行靜力學的仿真分析,可以通過數值和云圖清晰地分析包裝件在力作用下的情況。有限元模型的單元類型采用Solid45,材料模型參數見表1。臺燈的剖面及底面加載位移約束。由于頂部襯墊的緩沖作用,堆碼3層后,底部臺燈承受的均布壓力為816Pa。模擬的網格劃分及分析結果見圖6—7,可知最大變形位于臺燈的頂部邊緣(A點),其變形很小,最大應力為4592Pa,小于材料的屈服強度(40MPa)。
4.2動力學分析結構動力學分析用來求解隨時間變化的載荷對結構或部件的影響。與靜力分析不同,動力分析要考慮隨時間變化的力載荷以及它對阻尼和慣性的影響。文中對臺燈包裝件進行模態分析,模態是包裝件的固有振動特性,每個模態具有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。根據模態分析的數據,可以通過優化結構等來避免運輸過程中的共振[10]。臺燈的模態析結果見表2。通過對臺燈進行前四階的模態分析,可以看出整體的固有頻率。在選擇隔振材料時,隔振材料的固有頻率往往要小于產品固有頻率的一半[11]。EPE振動測試結果數據見表3[12],可以得到50mm厚的EPE的振動傳遞率曲線(見圖8),共振頻率為52Hz。由圖9可知,運輸工具卡車的固有頻率為6Hz。經模態分析可以看出,包裝符合要求。汽車運輸隨機振動功率譜密度在2Hz和10Hz處各有一個較大峰值[13],臺燈的固有頻率不在共振區,是安全的。
5裝箱優化
TOPSPro是一種包裝與運輸專業的功能強大的創造性設計軟件[14],它可以優化包裝箱尺寸和排列方式,使托盤、卡車、集裝箱等運輸工具的空間得到充分利用,總費用最小[11]。流程[15]見圖10。通過裝箱優化,可以得到最優的裝箱運輸方案,見圖11。經過TOPSPro優化后,卡車的面積使用率達到了95.7%,體積使用率達到88.6%。
6結語
關鍵詞:皮帶控制方法
中圖分類號:TB486 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2014) 12-0000-02
ZB25包裝機是在消化、吸收意大利GD公司GDX1包裝機的基礎上設計制造的一種軟包煙包裝設備,是我國煙草行業的主流機型,具有效率高、性能穩定等特點。出口皮帶是ZB25包裝機主機的一部分,它是煙包從主機四號輪通往下游機的傳送通道,皮帶由主機傳動機構通過電磁離合器的齒合、脫開帶動轉動。我廠目前在用的ZB25包裝機一直存在一個沒有解決的難題,當生產結束時,出口皮帶上的煙包不能正常地傳送至下游機,滯留在皮帶上,只能由操作人員手動把煙包掏出來,由此造成的廢煙包數量高達每天48.5包。手工掏煙,一方面產生了廢煙包,增加了原輔材料的消耗,另一方面又影響了生產效率,同時還存在燙傷手的安全隱患。基于上述現象,設計一種新的控制方法迫在眉睫,滿足既不影響正常生產,又能實現當生產結束主機停止輸出煙包時,出口皮帶上的煙包還能自動排空。
一、問題現象
(一)原出口皮帶的控制原理
ZB25包裝機出口皮帶的控制框圖如圖1所示。煙包存在檢測2B576安裝于ZB25包裝機四號輪出口處,為光纖檢測開關,此檢測是出口皮帶轉動的控制信號。當2B576檢測到煙包時,皮帶轉動,帶動煙包從四號輪出口輸出。當沒有檢測到煙包時,皮帶將立即停止轉動,以保證出口皮帶上煙包數量的恒定(55包)。
圖1 出口皮帶控制框圖
原控制系統的皮帶工作過程是:當主機正常運行時,煙包存在檢測2B576檢測到煙包,控制器輸入板沒有信號輸入,輸出板N7.21腳無高電平輸出,固態繼電器V806不得電,電磁離合器2Y972不得電不吸合,皮帶與主機傳動齒合,因此皮帶隨著主機機械傳動而轉動。
(二)缺陷癥結
當生產結束時,主機停止煙包輸出,光纖2B576檢測不到煙包,DC24V高電平信號送至控制板N12.4腳,輸出板N7.21腳輸出DC24V高電平信號,固態繼電器V806得電動作,輸出AC110V,電磁離合器得電吸合,皮帶與主機傳動脫開,皮帶停止轉動。通過對原控制系統的分析,發現缺陷的癥結是設備廠家只考慮了正常生產時皮帶的自動啟停,而當生產結束主機停止輸出煙包時,皮帶與主機傳動脫開,出口皮帶停止轉動,導致皮帶上的滯留煙包無法正常排空。
二、改進的方案設計
針對原控制系統的缺陷,我初步設計出了三種新的控制方法,下面將對每種方案逐一分析,并通過有效性、經濟性、可維護性等方面對比來尋找出一種最佳的方案。
(一)外加電源控制電磁離合器法
不用現有的控制板,從直接控制電磁離合器2Y972入手,外加110V交流電源,通過按鈕來控制電磁離合器通斷電,實現電磁離合器的吸合與脫開,從而手動控制出口皮帶,電路原理如圖2所示。此方案雖然能實現將煙包排空的目的,但只能實現手動控制,正常生產時皮帶不能自動啟停,不能保證皮帶上煙包數量的恒定。按鈕控制110V交流電源不安全,并且觸點易損壞。需要在出口皮帶處鉆孔添加按鈕,施工布線較復雜。
圖2 外加電源電路圖
(二)控制固態繼電器輸出回路法
控制固態繼電器V806輸出回路,在固態繼電器輸出腳與電磁離合器2Y972之間添加開關按鈕,通過按鈕來控制電磁離合器的通斷電,從而實現手動控制出口皮帶,此方案按鈕直接控制110V交流電源,不安全,并且長期頻繁操作觸點易損壞。電路原理如圖3所示。
圖3 控制固態繼電器電路圖
(三)控制中央控制板輸出信號法
在中央控制板輸出腳與固態繼電器V806之間,添加一個開關按鈕,通過按鈕來控制固態繼電器的輸入信號,從而控制電磁離合器2Y972和出口皮帶,此方案既能實現正常生產時皮帶自動啟停,又能在需要煙包排空時,通過手動按鈕來控制皮帶轉動從而排空皮帶上的煙包,并且按鈕控制24V低電壓,安全可靠,按鈕可以安裝在電控柜上,安裝布線和維護方便。電路原理如圖4所示。
圖4 控制中央控制板輸出信信號電路圖
(四)最佳方案的選擇和優化
通過對三種方案的綜合比較,第三種方案優勢明顯,因此我決定采用第三種方案來進行改進。
為了提高第三種方案的可操作性,我進行了3點優化。為了便于識別按鈕的開關狀態,用指示燈來提示操作人員。由于組合式按鈕安全可靠、安裝布線方便,因此選擇帶燈帶自鎖組合式平按鈕,點亮燈的電壓為直流24伏。由于按鈕安裝在電控柜上,不用在設備上重新鉆孔,不會影響設備整體外觀,因此選擇將按鈕安裝在電控柜的操作面板上。經過優化之后,完整電路圖如圖5所示。
圖5 優化后的控制中央控制板輸出信信號電路圖
三、新方法的實施及效果
在確定了最佳方案之后,我在8#ZB25包裝機上進行了安裝實施。在電控柜的備用位置上安裝好帶燈組合式按鈕,按鈕的進線端分別接中央控制板15號板21腳和DC24V電源,另外一端接固態繼電器V806使能輸入信號和接地端,接線實施完成。當按下手動排空按鈕時,指示燈點亮,出口皮帶轉動,出口皮帶上的煙包能夠完全地輸送到下游機,沒有再產生廢煙包。經過三個多月的跟蹤觀察,新裝置運行穩定、安全可靠,因此,本設計取得了成功。
四、結束語
本文成功設計出了一種新的控制方法,通過添加手動排空按鈕,實現自動和手動相結合的方式來控制皮帶。既能滿足ZB25包裝機在正常生產時,皮帶的自動啟停,又能在生產結束時通過手動排空按鈕來排空皮帶上的滯留煙包,徹底解決了出口皮帶處煙包的浪費,在帶來經濟效益的同時,降低了煙絲回摻率和煙絲造碎率,從而提高了卷煙質量,降低了操作工的勞動強度,消除了手工掏煙容易燙傷手的安全隱患,達到了設計的預期目標,具有很好的推廣適用價值。
參考文獻:
[1]任鳴.ZB25包裝機電氣使用說明書[M].上海煙草機械有限責任公司,2000.
PC(Personal Computer,個人計算機)一詞源自于1981年IBM第一部桌上型計算機型號PC。隨著時代的發展,PC由高科技產品逐步演變成了日常用品,走進了尋常百姓家,PC包裝也隨之經歷了不同階段的發展。下面,就讓我們了解一下PC包裝的發展史。
1.泡沫包裝階段(1992~2006年)
早些年,人們主要關注于產品包裝的功能保護性,即如何能更好地收納包裝產品、在運輸過程中不破損等技術指標,對于使用材料的可持續性并不是太在意。為此,發泡聚乙烯、發泡聚苯乙烯等發泡類材料憑借其不可比擬的優勢,如較少的人工、較低的原料成本等,成為當時應用最廣泛的緩沖材料,如圖1所示。直到今天,發泡性聚乙烯仍被主流PC品牌使用,特別是在發展中國家,而發泡聚苯乙烯則已被主流PC廠商禁用。
2.非泡沫包裝階段(2006年至今)
隨著時代的發展,綠色環保逐漸被大眾接受。在這樣的背景下,3R(Reduce、Reuse、Recycle)成為實現綠色環保的主要手段,特別是在包裝領域。下面以聯想為例加以說明。聯想倡導使用廢料管理系統來實現節能減排,這個綜合性的系統便強調了3R的具體應用。
(1)可循環(Recycle)
選擇可持續性材料,使用高比例回收材料。從2006年開始,聯想就致力于100%再生材料的使用,并已逐步推廣應用于90%ThinkPad筆記本和部分ThinkCentre臺式機。使用再生材料的包裝是對可循環的最佳實踐。
(2)減少(Reduce)
在保證產品受到充分保護的前提下,減少包裝材料的消耗。
案例1:包裝設計優化
聯想通過對包裝設計的不斷優化,減小了包裝尺寸,同時減少了包裝材料的消耗。據不完全統計,自2008年以來,聯想已經減少了1000噸包裝材料的消耗。例如,最新的ThinkPad T14系列筆記本包裝通過設計優化減少了30%的體積,提高了48%的棧板利用率。
案例2:工業包裝
工業包裝(如圖2所示)不僅可以節約客戶的運輸成本、拆卸時間以及人力,還可以大大降低包裝材料的消耗和報廢,因此受到了客戶特別是企業級客戶的青睞。例如,ThinkPad T14系列筆記本工業包裝使用了100%再生材料,達到了雙重綠色環保(Recycle & Reduce)的要求。值得一提的是,聯想Think系列全線產品均可提供工業包裝解決方案。
(3)重復再利用(Reuse)
提供可回收的、能重復使用的包裝解決方案。
案例1:棧板回收
對于高價值的產品,我們通常采用空運的運輸方式。而根據訂單數量的不同,空運又分為整板(帶棧板)出貨和原始包裝(非棧板)出貨兩種。對于使用原始包裝出貨的小訂單,為了方便物流運輸,出廠時也會提供棧板,但運輸到物流承運商的倉庫后就會解板。解板后,一塊完好無損的棧板就會被丟棄掉,這是一種巨大的浪費。為此,聯想制訂了棧板回收計劃,即從物流承運商處回收棧板,并重復再利用,大大提高了棧板使用率,降低了整體費用,同時起到了保護環境的作用。從環境數據來看,聯想的棧板回收計劃1年減少了5萬片棧板的使用,相當于減少了1200棵樹的砍伐、800噸碳的排放。
案例2:機箱包裝回收
機箱包裝回收(如圖3所示)是聯想另外一個成功案例。原來的機箱包裝是一次性包裝,供應商出貨到聯想的工廠以后,包裝很快就會被丟棄。為了更好地使用來料包裝,減少浪費,聯想包裝工程師與機箱供應商合作開發了可多次循環使用的包裝,避免了一次性丟棄,將機箱包裝進行重復再利用。
案例3:筆記本包裝重復使用
聯想包裝工程師通過在筆記本包裝表面設計一條虛線,供消費者拆開包裝后將本來要丟棄的包裝用剪刀剪開,做成2個書報筐和收納盒(如圖4所示),達到重復使用的目的。這樣既節約了自然資源,推進了循環經濟,又減少了碳排放,是企業帶動綠色設計和引領消費者綠色消費活動的領先行為。
3.可堆肥包裝階段(2010年至今)
可堆肥包裝材料是近些年新興的材料,其通常以農作物為基材(如蘑菇、淀粉、稻草等),可以通過堆肥的形式分解成水、二氧化碳和無機物,回歸大自然,是整個包裝行業的發展趨勢,目前越來越多的可堆肥包裝材料開始應用于PC包裝。聯想在ThinkPad筆記本和ThinkCentreUSFF微型臺式機上均使用了可堆肥竹漿纖維包裝,未來我們會繼續增加可堆肥包裝材料的應用范圍。
可持續性是鑒定材料綠色等級的標尺。入門級的綠色材料是可回收材料,材料可在使用后被主流的回收系統回收;進階級的綠色材料是使用回收材料,特別是從客戶端回收的再生材料,減少不可再生資源的消耗,重復使用已被使用的資源;最高級的綠色材料是可堆肥材料,使用可持續的自然資源,來自于大自然,回歸于大自然。
+時代來臨
P C +時代是指將計算機(Computer)、通信(Communication)和消費產品(Consumer Electronics)的技術結合起來,以“3C”產品的形式通過互聯網進入家庭。簡單地說,PC+以網絡應用為主,各種電子設備都將具備上網功能。在PC+時代,智能手機的出貨量將遠遠超過平板電腦和PC。
如果說互聯網改變了人們的生活,那么PC+就改變了人們訪問互聯網的習慣。PC+時代的來臨,沖擊了PC市場的固有格局。
面對來勢洶洶的PC+時代,PC還有機會嗎?有人做過一些有趣的調查。
問題一:你通常在哪里使用平板電腦?
問題二:你通常使用怎樣的終端訪問互聯網?
調查結果如下:
結果一:大部分人通常在家里使用平板電腦,其次是公共場合(如飛機場、地鐵站、咖啡廳等),最后是工作場合。
結果二:在工作場合,訪問互聯網使用最多的是PC,其次是手機,最后是平板電腦;在家里,平板電腦排名第一,其次是手機,最后是PC。
因此,我們可以說,PC仍然有它的市場,但用途主要集中在工作場合,企業級客戶和跨平臺產品將是未來發展的主要方向和焦點。
涉及到包裝,我們需要做到3個方面:繼續推廣綠色包裝的應用、提供多元化的包裝解決方案、提供包裝回收服務。核心精神就是倡導綠色包裝,節能減排,差異化地對待客戶需求。綠色環保永遠是企業級客戶的社會責任,我們應不遺余力地去推廣和應用綠色包裝。
如何變身到PC+包裝
PC+時代來臨了,作為包裝從業者,我們應當如何適應新興的PC+市場,使原有包裝變身到PC+包裝?
1.改變
(1)領導包裝從單一的功能保護性包裝向以市場為導向兼具功能保護性的包裝轉變。
(2)培養審美情趣,提升藝術鑒賞能力。
(3)提供差異化的包裝解決方案。
2.用戶體驗
(1)包裝設計以人為本。
(2)通過技術創新提升客戶開箱體驗的滿意度。
(3)持續不斷的綠色實踐。
3.速度
(1)提升效率,簡化設計流程,避免不必要的時間浪費。
(2)對新技術和新材料進行評估,做到快進快出。
(3)快速學習,捕捉新的機遇。
4.精誠協作
(1)以公司利益為重,形成合力。
(2)平衡資源,集中開發新的業務模式。
解構手機系列之二
智能手機進入微創新時代后,如何提升產品細節的用戶體驗成為廠商關注的焦點,優化續航表現正在成為廠商提升產品競爭力的重要途徑,電池技術的發展成為全行業的焦點。
眾多專家向記者表示,優化手機續航表現,電池廠商做了大量工作。不過只在電池上做文章,已經無法應對日益復雜的用戶需求,已經到了改變“一肩挑”式發展思路的時候。“讓手機有更好的續航表現,需要來自產業鏈上下游廠商的共同支持。”TCL金能電池公司研發部副總工程師王理表示。
新訴求時代
功能手機時代,手機續航問題并不突出。
德賽電池有限公司技術中心總監何岸向記者表示,早期功能手機是用戶“移動信息交互平臺”。用戶購買智能終端,主要的訴求在于打電話和發短信。訴求簡單,代表人機交互也簡單,因此一張2英寸以內的手機屏幕即可呈現所有的交互信息,這并不需要電池具備強悍的功能。“2010年以前,800mAh的手機電池即可支撐手機運行近一周的時間。”何岸表示。
然而在智能手機時代,情況開始變得復雜。除了基礎功能,更多用戶頻繁且長時間上網、聽音樂、看視頻、打游戲。顯示屏也從單色屏升級為TFT或IPS屏幕,顯示效果甚至達到FHD甚至2K水平。手機強大的吸引力,讓消費者使用手機的時間成幾何倍數增長,很快培養出一批批“手機控”與“低頭族”,也讓他們開始意識到手機電池不夠用了。
“最初市場給電池廠商的壓力并不算太大。”王理表示,2010年以后大屏智能手機成為行業主流。雖然動輒4英寸甚至5英寸屏幕的手機,放大了機身艙體的空間,電池容量越來越力不從心,但是電池廠商可以生產大體積電池,匹配不斷提升的能源需求。這種簡單有效的方式,讓電池的容量很快提升到了2000mAh。“在電池技術演進的所有方式中,通過加大體積提升電池容量的技術門檻最低。”王理補充說。
只是這種方案演進的方式并沒有讓電池廠商高枕無憂,因為它有很強的時效性。在大屏手機出現后不久,超薄手機成為市場新寵。功能機時代,用戶可以接受的機身厚度甚至超過2cm;智能機時代,厚度為1cm的產品已然無人問津。大屏手機時代,存放電池的空間越來越小。
挑戰越大,代表機會越大。隨著智能手機市場爆發式增長,市場強大的吸引力推動一次技術革命提早到來。2010年,蘋果公司首款平板電腦iPad。與之前的終端平臺不同,該產品放棄了鋁殼電池方案,配置聚合物與軟包裝電池――這項被廣泛認為可能還需要一段醞釀期的新技術。
依靠承壓能力更強、體積更小、重量更輕等先天優勢,聚合物與軟包裝電池扭轉了鋁殼電池的市場壟斷地位,將后者的市場占有率從80%以上,壓縮至不到20%;自己的市場占有率也提升至30%左右。“目前,聚合物與軟包裝電池已經占領高端電池市場。”王理表示。
5%的想象力空間
當所有人都將聚合物與軟包裝電池視作根治續航頑疾的唯一救世主時,現實最終給出了否定的答案。
某手機廠商工作人員向記者表示,從2014年開始,越來越多的廠商意識到,5至5.5英寸的智能手機被最多的用戶采用,因此電池廠商已經在幾乎沒有改變的物理空間內,連續兩年提升電池容量,電量密度已非常之高。考慮到安全性,電池的包裝膜、隔離膜以及正負極材料都需要一定物理空間,聚合物與軟包裝電池的電芯材料已經非常薄,提升的空間已經有限。
德賽電池的工程師表示,提升聚合物與軟包裝電池工藝水平是存在上限的,無法無限制優化。材料越薄,同等工藝水平下產品的安全性與可靠性越差,強行在電芯能量密度上挖潛并非一勞永逸。
主流正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三原材料,相應材料基本上已經做到理論的能量密度上限。因此如果沒有導入新材料技術,電池的能量密度水平想要繼續大幅提升已經比較困難。“目前,主流電池解決方案的密度水平已達到680Wh/L,這個數值已經很高。”該工程師表示。
既然提升能量的總量已經接近上限,一些廠商開始轉變思路,開始通過縮短充電周期的方式優化用戶體驗。何岸表示,包括OPPO的VOOC閃充技術與TI的Maxcharge技術,原理上都是通過增大的方式提升充電效率。與增大電池容量的問題相同,提升安全性同樣是必須面對的困難。廠商需要開發并優化手機底層能源管理系統,才能確保產品的安全系數,這都需要較大規模的投入。
至于提升充電限壓,還需要解決一系列負載問題。王理表示,目前主流手機的充電限壓只能達到4.35V,未來會提升至4.6V到5V,只是這還需要一段準備期。“按照目前的發展趨勢,電池廠商只能讓電池容量保持每年5%的增量升級。”何岸表示。
統一節能戰線
既然“開源”方式暫時行不通,“節流”的可行性就更強了,只是這還需要上下游廠商的幫助。