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關鍵詞:光電檢測技術;精密測量技術
中圖分類號:TN247文獻標識碼:A文章編號:
1.概論
世界已進入信息時代,人們在利用信息的過程中,首先要解決的就是獲取可靠的信息,因此傳感器技術越來越受到人們的重視。而隨著傳感器技術的發展,傳感器所要面向的應用范圍從納米尺度到天文尺度兩段都在不斷擴展,精密測量技術已經得到了越來越多的研究和重視,這就使得作為現代精密測量的核心技術的光電檢測技術的重要性與日俱增,因為傳統的檢測方法已經無法滿足這些工作條件下的特殊要求。因此,光電檢測技術的教學和研究已越來越受到國內為高等院校、科研機構和相關企業的重視。
現在一起科學技術是機械、光學、電學、計算機以及控制技術的綜合化,光、機、電、算一體化已經成為儀器發展的趨勢。傳感器的微型化、納米技術的發展,也對現代精密測量技術提出了越來越高的要求。在這種情況下,光電檢測技術的重要性越來越明顯。然而,在目前的測控技術月儀器體系中,光電檢測技術的重要性并沒有得到足夠的重視。本文首先介紹了現代精密測量技術的發展現狀,隨之介紹了光電檢測技術的基本內容及其面臨的問題,最后提出應當突出光電檢測技術的重要性,使之在測控技術與儀器專業體系中占有重要地位,這對培養具有創新能力和前瞻意識的高素質人才具有良好的促進作用。
2.現代精密測量技術的發展現狀
現代精密測量技術是一門集光學、電子、傳感器、圖像、制造機計算機技術為一體的綜合叉學科,涉及廣泛的學科領域,它的發展需要眾多相關學科的支持。在現代工業制造技術和科學研究中,測量儀器具有精密化、集成化、智能化的發展趨勢。
科學技術向微小領域發展,由毫米級、微米級繼而涉足到納米技術,即微/納米技術。微/納米技術研究和探測物質結構的功能尺寸與分辨能力達到微米至納米級尺度,使人類在改造自然方面深入原子、分子級納米層次。
納米級加工技術可分為加工精度和加工尺度兩方面。加工精度由本世紀初的最高精度微米級發展到現在的幾個納米數量級。金剛石車床加工的超精密衍射光柵精度已達1nm,實驗室已經可以制作10nm以下的線、柱、槽。
在這一大背景下,傳統的測量方式已經很難發揮大的作用。因此,與精密測量技術的發展需求相對應,光電檢測技術得到了越來越多的重視和應用。由于光電檢測技術在工業測控、精密測量和計量方面的重要作用,特別是隨著社會對產品質量意識的逐步提高。
3.測控技術與以其專業及其只是結構組成
測控技術與儀器技術隸屬于信息技術領域的儀器科學與技術學科,其內容主要涉及測量控制與儀器儀表技術領域。隨著科學技術尤其是電子信息技術的飛速發展,測量控制欲儀器儀表技術領域也發生了很大的變化。其自身結構已從單純機械結構或機電結合或機光電結合的結構發展成為集傳感技術、計算機技術、電子技術、現代光學、精密機械等多種高新技術于一身的系統,其用途也從單純數據采集發展為集數據采集、信號傳輸、信號處理以及控制為一體的測控國產。特別是進入21世紀以來,隨著計算機網絡技術、軟件技術、微納米技術的發展,測量控制與儀器儀表呈現出虛擬化、網絡化和微型化的發展趨勢,從而使儀器科學與技術學科的多學科綜合及多系統集成的屬性越來越明顯。
由此可見,測控技術與儀器專業的學生其知識面必須比較寬,橫跨了傳感器、通訊、控制、計算機等多方面的內容。
光電檢測技術的簡介
技術的業務培養目標是:培養具備精密儀器設計制造以及測量與控制方面基礎知識與應用能力,能在國民經濟各個部門從事測量與控制領域內有關技術、儀器與系統的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理等方面的高級工程技術人才。
技術的業務培養要求是:主要學習精密儀器的光學、機械與電子學基礎理論、測量與孔子理論和有關測控儀器的設計方法,手奧現代測控技術和儀器應用的訓練,具有本專業測控技術及儀器系統的應用級設計開發能力。
光電檢測技術的基本內容及其面臨的問題
光電檢測技術是測控技術與儀器專業能使技術人員了解和掌握光電轉換的基本原理及光電檢測技術所必須的各種知識,了解和掌握常用光電測量方法及常用測量儀器的使用,具備進行各種基本光電測量所需技能和設計簡單光電檢測電路的能力。
光電檢測技術基本內容包括三方面的內容。
掌握與光電技術有關的基礎知識、基本原理和基礎效應。如:陰極光電效應,半導體光電效應,PN結的光電效應:光電池及光電二三極管工作原理,光電成像原理,CCD工作原理,直接檢測的典型光路。
理解光電技術的基本應用。了解常用光電器件如光電培正管、攝像管、CCD器件、光電池、光電二三極管等的特性參數。了解基本光電檢測系統的主要參數。
了解光電檢測的基本方法及光電檢測電路的設計思想。了解光電技術的發展及廣泛應用。掌握各種基本光電檢測方法的有關技術。
6.光電檢測技術在測控技術與儀器專業體系中的作用
綜上所述,《光電檢測技術》課程在測量控制與儀器儀表技術領域的重要性在不斷增加。然而,在目前的測控技術與儀器專業課程體系中,《光電檢測技術》課程的重要性并沒有得到足夠的重視。因此,我們需要對《光電檢測技術》在測控技術與儀器專業課程體系中的作用進行重新認識。
光電檢測技術在測控技術與儀器專業課程體系中的作用可以概括為四個字:承前啟后。“承前”是指光電檢測技術是傳感器技術、工程光學、測控電路等內容的深入和拓展,“啟后”則是指光電檢測技術的內容是后續如光電儀器設計、智能儀器設計等環節的重要知識基礎。沒有對光電檢測技術知識的良好掌握,要實現對各種現代精密測量技術的整體把握、實現符合要求的具有良好性能價格比的精密測量系統是不可能的。
7.結束語
因此,本文認為,在測控技術與儀器技術學習中,應當突出光電檢測技術的重要性,在實驗設備、授課學時、人員配置、科研技術等方面予以重點支持,使之在測控技術與儀器專業課程體系中占有與其在測量控制與儀器儀表技術領域的重要性相稱的重要地位,這對于培養具有創新能力和前瞻意識的高素質人才具有良好的促進作用。
參考文獻:
[1] 葉聲華, 王仲, 曲興華。 精密測試技術展望。機電一體化。2001,6: 6―7.
[2] 曲興華。儀器制造技術。北京:機械工業出版社,2005.
關鍵詞:計算機技術 發展創新
中圖分類號:S126
一、前言
“蒸汽技術革命”以蒸汽機的改良為典型代表,將機械動力應用于大規模生產中,減輕了人力負擔,大大提高了生產效率。“電力技術革命”以新能源的開發為最主要特征,實現了電氣化、自動化,將電能等新能源應用于生活、生產等方方面面,大大改變了世界面貌。“第三次科技革命”是以原子能、電子計算機、空間技術和生物工程的發明和應用為主要標志。自計算機技術被發明應用之后,計算機技術得到了快速的推廣應用,短短幾十年來,計算機技術成為了當今社會發展中最重要的科技技術,在各個行業領域有著廣泛的應用,更是帶動了整個工業時代走向了信息時代。而計算機技術之所以能夠在短時間內得到如此大的發展,離不開計算機技術不斷的創新。
二、計算機技術的發展現狀
計算機技術作為當前社會發展中最重要的科技技術,其給社會所帶來的貢獻是非常巨大的,可以說計算機技術是一種劃時代的科技技術,極大了促進了社會生產力的變革。目前,從計算機的發展現狀來看,其先進的技術主要有以下幾種:
1、現代微型處理器。總所周知,處理器是計算機硬件系統中的重要組成部分,是整個系統的核心,為此對處理器的技術改進是計算機技術中的重中之重。從處理器的發展趨勢來看,其正向著越來越小的體形發展,目前我國的計算機處理器已經相當小,但還需要做出進一步的微型化處理,受一些量子效應的影響與限制,目前處理器中所采用的紫外光源由于波長過短,已經不是適宜再應用在計算機處理器技術中,為此,我們就需要不斷創新發展,提高計算機處理器的研發技術。
2、納米技術在電子元件中的應用。由于計算機信息技術的應用不斷擴大,使得計算機需要處理的信息量更大,提高計算機的運行效率與處理信息速度就顯得非常重要。而當前大多數計算機仍然是采用電子元件作為數據信息處理的基礎元件,而電子元件的信息處理能力還較為欠缺,不能很好的滿足現代計算機技術的快速發展需求。而納米技術的應用,形成了新的納米元件,極大的提高了計算機元件的集成度,使得計算機的信息處理能力大大提高。
3、分組交換技術。通過分組交換技術將要進行傳輸的數據進行分割,使其成為長度相等的數據段,然后再每段數據的前面加上相應的信息,來對數據發送的位置進行標識,然后根據這個標識進行數據的傳輸。這種數據傳輸方式采用逐段的方式對通信鏈路進行使用,使得通信的效率大大的提升。
三、計算機技術創新發展的趨勢預測
按照當前計算機技術的應用現狀來看,計算機技術還會在未來得到更為廣闊的應用與發展,為了適應社會發展需求,計算機技術仍然需要不斷創新。在此,筆者對未來計算機技術的創新發展趨勢進行了大膽預測,認為計算機技術會向著以下幾個發展方向不斷創新改革,進一步的提高計算機的技術水平。
1、大力發展納米技術。納米技術用于計算機元件中,能夠有效的打破當前所使用的電子元件的性能限制,從而發展出生物計算機甚至是量子計算機,從而使計算機的性能得到質的飛躍,而這種計算機是當前計算機發展的重要趨勢。由于納米技術不受計算機集成以及處理速度這兩方面的限制,因此需要大力發展該項技術。隨著納米技術的發展,可以產生量子計算機和生物計算機,無論它們的運算速度,還是它們的存儲能力都遠遠超過目前的計算機。
2、改善計算機的體系結構。當前計算機在結構設計方面主要是進行多任務的并行計算,這樣可以利用同一臺機器進行多個任務的處理。為了提升當前計算機和用戶之間的交互性,應該重點發展集群性的計算機系統,強化系統的可靠性以及兼容性。
3、網絡技術的應用與軟件技術的發展。在計算機技術不斷發展的同時,網絡技術的研發應用也在快速發展,計算機網絡技術的結合使用實現了相互促進的良好發展局面,提高了計算機的應用水平,擴大了計算機的應用范圍。再加上各種軟件新技術的不斷研發,更是促進了計算機技術的進一步應用與發展。目前軟件技術已經有了很大的發展,相信在未來通過網絡技術的應用,軟件技術會更加完善成熟,從而為計算機信息技術發展更好的提供服務。
4、多媒體性能。多媒體性能的開拓與進展把服務器、路由器以及轉換器諸多互聯網需要的設施的技術明顯提高,其中包含有用戶端、內存、圖形片諸多硬件性能。互聯網使用人不再像原來一樣被動地接受解決信息的形態,而是更加以踴躍主動的形式來進入現在的互聯網空間。除此以外還有藍牙技能的發明運用,令多媒體通信技能無線電、數字信息、個人區域網絡、無線寬帶局域網等快速更新。基于新一代的互聯網絡的多媒體軟件開發,結合以前的各類多媒體工作,便可以令PC無線網絡發揮得淋漓盡致,興起互聯網新時期的潮流。多媒體性能數字化是促使將來技能擴展的主要方面,數字多媒體芯片性能就會變成將來多媒體性能生命里的核心。
四、創新是促進計算機技術發展的主要動力
計算機技術之所以能夠得到快速的發展,主要是因為其擁有永不衰竭的源泉,那就是創新能力。正是在不斷的創新下,才促使了計算機信息技術以及其相關的產業技術不斷發展,才為人們的生活帶來了這巨大的轉變。而在計算機技術的創新發展中,要注意結合實際需要,并注重與傳統產業相互配合,只有這樣,才能更好的促進計算機技術的創新發展。
締造發明許多有關計算機科技用品的假設都是因為受到社會需要而產生,但是與此同時,又受很多外在條件的影響,比如經濟條件、文化差異、組織的規模等也會對計算機科技的締造產生阻礙。另外,傳統、專有、封閉的科技體制的文化、構造、機構產生了與計算機科技體制相似的由專有發展到開放的變化。由此可見,計算機科技的締造基于社會的發展,而社會的發展及需求也帶動了計算機科技的締造,是協調合作的。計算機科技的迅速發展,由此也產生了許多比起人們需求還要多的有效科技。
五、總結語
計算機技術作為一種新興技術,其對社會發展以及人們生活方式有著巨大的影響,并促進了信息時代的快速到來,成為了一種不可缺少的生活必需品。而這些,都依賴于不斷的技術創新。在軟件、互聯網、納米等技術的不斷發展下,必將會實現高速化、智能化、多元化和微型化的計算機技術,因此還需要進一步加強技術創新。
參考文獻:
【關鍵詞】機械制造 發展現狀 發展方向
我國正處于發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
一、我國機械制造技術發展的現狀分析
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。
20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。20世紀80年代以后,隨著市場全球化的進一步發展,市場競爭變得越來越激烈。
20世紀90年代初,隨著CIMS技術的大力推廣應用,包括有CIMS實驗工程中心和7個開放實驗室的研究環境已建成。在全國范圍內,部署了CIMS的若干研究項目,諸如CIMS軟件工程與標準化、開放式系統結構與發展戰略,CIMS總體與集成技術、產品設計自動化、工藝設計自動化、柔性制造技術、管理與決策信息系統、質量保證技術、與數據庫技術以及系統理論和方法等均取得了豐碩成果,獲得不同程度的進展。但因大部分大型機械制造和絕大部分中小型機械制造企業主要限于CAD和管理信息系統,底層基礎自動化還十分薄弱,數控機床由于編程復雜,還沒有真正發揮作用。因此,與發達國家相比,我國的制造業仍然存在一個階段性的整體上的差距。
目前,我國已加入WTO,機械制造業面臨著巨大的挑戰與新的機遇。因此,我國機械制造業不能單純的沿著20世紀凸輪及其機構為基礎采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產線――剛性自動化發展。而是要全面拓展,面向五化發展,即全球化、網絡化、虛擬化、自動化、綠色化。
二、世界機械制造業發展出現的特點
21世紀,世界機械工業進入前所未有的高速發展階段,對比其他行業,機械工業的發展呈現出以下這些主要特點:
1 經濟規模化。全球化的規模生產已經成為各大跨國公司發展的主流。在不斷聯合重組,擴張競爭實力的同時,各大公司也紛紛加強對其主干業務的投資與研發,不斷提高系統成套能力和個性化,多樣化市場適應能力。
2 地位基礎化。發達國家重視裝備制造業的發展,不僅在本國工業中所占比重、積累、就業、貢獻均占前列,更在于裝備制造業為新技術、新產品的開發和生產提供重要的物質基礎,是現代化經濟不可缺少的戰略性產業,即使是邁進“信息化社會”的工業化國家,也無不高度重視機械制造業的發展。
3 機械制造業跨國并購加劇。現代并購不再一味地強調對抗競爭,強強聯合成立企業獲得競爭優勢的主要手段,這是機械制造業全球化過程中大公司謀求生存發展的一大特點。而且趨飽和的市場,日漸激烈的市場競爭,投資建廠的風險增大,也使得更多企業開始采用聯合并購的手段。在建廠的前提下,優化企業產品結構,以達到提高生產能力、擴大市場份額、獲取規模效益的目的。以高技術為內涵的行業來自技術創新的威脅,使跨國公司走上了聯合之路,以形成強大的技術創新能力。機械制造業大企業間的戰略并購,導致了機械工業資源的重新配置。使得世界機械工業的競爭格局出現了協作型的局面。
4 機械制造業全球化的方式發生了新變化。傳統的全球化方式有兩種:一是以母國為生產基地,將產品銷往其他國家;二是在海外投資建立生產制造基地,在國外制造產品,銷售到東道國或其他國家。特點是:自己擁有制造設施與技術,產品完全由自己制造;在資源的利用上,僅限于利用東道國的原材料、人員或資金等。
三、我國機械制造技術的發展方向
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。
20世紀80年代,隨著掃描顯微鏡的發明和使用,人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度,納米技術是指實現納米級精度,是一種在納米尺度上研究原子和分子結構,物質特性及相互作用與運動,并運用這種技術為人類服務的高新技術,納米技術對制造業產生了很大的影響,其應用范圍將非常廣泛,包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術和納米測量技術等。
超精密加工的加工精度在2000年已達到納米級,在21世紀初開發的分子束生長技術、離子注入技術和材料合成、掃描隧道工程(STE)可使加工精度達到0.0003~0.0001μm,現在精密工程正向其終極目標――原子級精度的加工逼近,也就是說,可以做到移動原子級別的加工。
Abstract: China is at a critical period of economic development, manufacturing technology is the weak link. Only to keep up with the world trend of advanced manufacturing technology and put it in a strategic priority, and sufficient strength to be implemented, in order to narrow the gap with developed countries, in order to remain invincible in the fierce market competition.Key words: machinery manufacturing; technical characteristics; the direction of development
中圖分類號:TH16文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)04-0020-02
前言
機械制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。本文對我國機械制造技術的現狀及技術特點進行分析,并簡述了21世紀機械制造技術的發展方向。一、我國機械制造技術發展的現狀分析機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。20世紀80年代以后,隨著市場全球化的進一步發展,市場競爭變得越來越激烈。20世紀90年代初,隨著CIMS技術的大力推廣應用,包括有CIMS實驗工程中心和7個開放實驗室的研究環境已建成。在全國范圍內,部署了CIMS的若干研究項目,諸如CIMS軟件工程與標準化、開放式系統結構與發展戰略,CIMS總體與集成技術、產品設計自動化、工藝設計自動化、柔性制造技術、管理與決策信息系統、質量保證技術、網絡與數據庫技術以及系統理論和方法等均取得了豐碩成果,獲得不同程度的進展。但因大部分大型機械制造企業和絕大部分中小型機械制造企業主要限于CAD和管理信息系統,底層基礎自動化還十分薄弱,數控機床由于編程復雜,還沒有真正發揮作用。因此,與工業發達國家相比,我國的制造業仍然存在一個階段性的整體上的差距。目前,我國已加入WTO,機械制造業面臨著巨大的挑戰與新的機遇。因此,我國機械制造業不能單純的沿著20世紀凸輪及其機構為基礎采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產線――剛性自動化發展。而是要全面拓展,面向五化發展,即全球化、網絡化、虛擬化、自動化、綠色化。二、機械制造技術的特點做好基礎自動化的工作仍是我國制造企業一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數量還是利用率都很低。可編程控制器的使用并不普及,工業機器人的應用還很有限。因此,我們要立足于我國的實際情況,在看到國際上制造業發展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
一、我國機械制造技術發展的現狀分析
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。
20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。20世紀80年代以后,隨著市場全球化的進一步發展,市場競爭變得越來越激烈。
20世紀90年代初,隨著CIMS技術的大力推廣應用,包括有CIMS實驗工程中心和7個開放實驗室的研究環境已建成。在全國范圍內,部署了CIMS的若干研究項目,諸如CIMS軟件工程與標準化、開放式系統結構與發展戰略,CIMS總體與集成技術、產品設計自動化、工藝設計自動化、柔性制造技術、管理與決策信息系統、質量保證技術、網絡與數據庫技術以及系統理論和方法等均取得了豐碩成果,獲得不同程度的進展。但因大部分大型機械制造企業和絕大部分中小型機械制造企業主要限于CAD和管理信息系統,底層基礎自動化還十分薄弱,數控機床由于編程復雜,還沒有真正發揮作用。因此,與工業發達國家相比,我國的制造業仍然存在一個階段性的整體上的差距。
目前,我國已加入WTO,機械制造業面臨著巨大的挑戰與新的機遇。因此,我國機械制造業不能單純的沿著20世紀凸輪及其機構為基礎采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產線——剛性自動化發展。而是要全面拓展,面向五化發展,即全球化、網絡化、虛擬化、自動化、綠色化。
二、機械制造技術的特點
做好基礎自動化的工作仍是我國制造企業一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數量還是利用率都很低。可編程控制器的使用并不普及,工業機器人的應用還很有限。因此,我們要立足于我國的實際情況,在看到國際上制造業發展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
1.機械制造技術是一個系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
2.機械制造技術是一個綜合性技術
先進制造技術應用的目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。因此,它并不限于制造過程本身,它涉及產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。以便提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
3.機械制造技術是市場競爭要素的統一體
市場競爭的核心是如何提高生產率。隨著市場全球化的進一步發展,20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
4.機械制造技術是一個世界性技術
? 20世紀80年代以來,隨著全球市場的形成,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本,使得市場競爭變得越來越激烈,為適應這種激烈的市場競爭,一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。同時,機械制造技術是面向21世紀的技術,應與現代高新技術相結合,應是有明確范疇的新的技術領域。
三、我國機械制造技術的發展方向
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。
20世紀80年代,隨著掃描顯微鏡的發明和使用,人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度,納米技術是指實現納米級精度,是一種在納米尺度上研究原子和分子結構,物質特性及相互作用與運動,并運用這種技術為人類服務的高新技術,納米技術對制造業產生了很大的影響,其應用范圍將非常廣泛,包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術和納米測量技術等。
超精密加工的加工精度在2000年已達到納米級,在21世紀初開發的分子束生長技術、離子注入技術和材料合成、掃描隧道工程(STE)可使加工精度達到0.0003~0.0001μm,現在精密工程 正向其終極目標——原子級精度的加工逼近,也就是說,可以做到移動原子級別的加工。
現代機械制造技術的發展主要表現在兩個方向上:一是精密工程技術,以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表,將進入微型機械電子技術和微型機器人的時代;二是機械制造的高度自動化,以CIMS和敏捷制造等的進一步發展為代表。
1.精密成形技術成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術包括:精密鑄造(濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯)、精密鍛壓(冷濕精密成形、精密沖裁)、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
2.無切削液加工無切削液加工的主要應用領域是機械加工行業,無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題,如廢液排放和回收等等。
3.快速成形技術快速原型零件制造技術(RPM),其設計突破了傳統加工技術所采用的材料去除的原則,而采用添加、累積的原理。其代表性技術有分層實體制造(LOM),熔化沉積制造(FDM)等等。
由于以上工藝和技術不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發周期、減少了成本,而且有些工藝的改進對環境起到保護作用,因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會可持續發展在制造業中的體現。這一切除了工藝革新外,還必須依靠信息技術,通過計算機的模擬、仿真,才能實現。
四、結論
做好基礎自動化的工作仍是我國制造企業一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數量還是利用率都很低。可編程控制器的使用并不普及,工業機器人的應用還很有限。因此,我們要立足于我國的實際情況,在看到國際上制造業發展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
1.機械制造技術是一個系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
2.機械制造技術是一個綜合性技術
先進制造技術應用的目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。因此,它并不限于制造過程本身,它涉及產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。以便提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
3.機械制造技術是市場競爭要素的統一體
市場競爭的核心是如何提高生產率。隨著市場全球化的進一步發展,20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
4.機械制造技術是一個世界性技術
20世紀80年代以來,隨著全球市場的形成,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本,使得市場競爭變得越來越激烈,為適應這種激烈的市場競爭,一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。同時,機械制造技術是面向21世紀的技術,應與現代高新技術相結合,應是有明確范疇的新的技術領域。
二、目前,我國已加入WTO,機械制造業面臨著巨大的挑戰與新的機遇。因此,我國機械制造業不能單純的沿著20世紀凸輪及其機構為基礎采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產線——剛性自動化發展。而是要全面拓展,面向五化發展,即全球化、網絡化、虛擬化、自動化、綠色化。
三、我國機械制造技術的發展方向
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。
20世紀80年代,隨著掃描顯微鏡的發明和使用,人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度,納米技術是指實現納米級精度,是一種在納米尺度上研究原子和分子結構,物質特性及相互作用與運動,并運用這種技術為人類服務的高新技術,納米技術對制造業產生了很大的影響,其應用范圍將非常廣泛,包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術和納米測量技術等。
超精密加工的加工精度在2000年已達到納米級,在21世紀初開發的分子束生長技術、離子注入技術和材料合成、掃描隧道工程(STE)可使加工精度達到0.0003~0.0001μm,現在精密工程正向其終極目標——原子級精度的加工逼近,也就是說,可以做到移動原子級別的加工。
現代機械制造技術的發展主要表現在兩個方向上:一是精密工程技術,以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表,將進入微型機械電子技術和微型機器人的時代;二是機械制造的高度自動化,以CIMS和敏捷制造等的進一步發展為代表。
1.精密成形技術成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術包括:精密鑄造(濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯)、精密鍛壓(冷濕精密成形、精密沖裁)、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
2.無切削液加工無切削液加工的主要應用領域是機械加工行業,無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題,如廢液排放和回收等等。
3.快速成形技術快速原型零件制造技術(RPM),其設計突破了傳統加工技術所采用的材料去除的原則,而采用添加、累積的原理。其代表性技術有分層實體制造(LOM),熔化沉積制造(FDM)等等。
由于以上工藝和技術不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發周期、減少了成本,而且有些工藝的改進
對環境起到保護作用,因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會可持續發展在制造業中的體現。這一切除了工藝革新外,還必須依靠信息技術,通過計算機的模擬、仿真,才能實現。
四、結論
現代制造技術是現代技術和工業創新的集成,是國家制造業的水平的主要標志,也是國家工業的基礎和支柱。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。因此,我們應抓住機遇,了解我國機械制造技術的發展現狀,把握現代機械制造技術的發展趨勢,使我國現代制造業與世界發達國家站在同一起跑線上。
參考文獻:
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關鍵詞:機械制造;技術應用;發展趨勢
中圖分類號:F407.4文獻標識碼: A 文章編號:
引言
機械制造業做為我國工業的重要組成部分,對我國經濟起著主導作用。隨著全環經濟的回暖,我國機械制造業正在面臨新的挑戰和機遇,我們應該針對現實,克服困難,抓住機遇,加大改革力度,以求在短期內完成中國制造業的騰飛,使我國的機械制造業迅速趕上國際先進水平。
一、機械工藝制造發展特征
1、智能化智能化技術融合了生產制造的各個環節,在機械制造過程中,涵蓋各種智力勞動,通過柔性技術將系統整合,并仿真模擬人類的智能化活動,取代制造系統中的腦力勞動部分,實現自動化監測過程,即使受到外界干擾作用,也可自動優化參數,以實現機械運行的最佳狀態,提高自組織能力。在機械設計與制造過程中,通過應用模塊化方式,實現人機友好性發展[1]。
2、網絡化隨著網絡技術與通訊技術的普及發展,給企業生產活動帶來極大變革,而產品設計、零部件制造以及產品銷售等各個環節的活躍發展,離不開網絡技術的支持作用,以此推動信息技術的交流發展,實現產品開發與協作。
3、全球化當前,機械制造技術的競爭非常激烈,只有不斷提升技術含量、廣泛拓展市場,才能在市場競爭中占有一席之地。隨著網絡通信技術的發展與完善,企業之間已經從過去單一化的競爭逐漸轉變為競爭與合作相結合,以此實現全球一體化發展目標[2]。但也應意識到,全球一體化必須奠定在網絡化技術基礎上,才能實現更好的融合發展。
二、機械制造工藝的發展現狀1、激光技術在機械制造工藝中的應用
由于激光具有方向好、亮度高、單色性好等特點,因而激光加工技術在多個領域都得到了廣泛的運用,激光技術作為機械制造工藝中一項重要的技術,它在機械制造業中的應用主要有以下兩個方面:
1.1激光熱處理。在零件加工過程中對零件進行熱處理不僅能提高加工零件的使用期限,還能提高機器的使用性能,特別是磨損概率大的零件。在熱處理過程中提高零件耐磨性常用的一種方法是在零件表面涂抹一層高熔點的耐磨材料,而激光技術在加工過程中會產生大量的熱,因而利用激光技術對零件進行熱處理,在提高零件使用壽命的同時對模具進行修復。
1.2快速切割成型。激光技術在機械制造工藝中最大的特征就是快速切割,利用激光技術的快速切割和CAD模塊的準確定型便可自動完成對材料的快速切割成型。快速切割成型的對象除了零件模型外,還包括一些復雜的零件,由于激光快速切割具有其它技術所不能比擬的優勢,因而該技術在機械制造工藝中逐漸普及。
節約資源型的工藝技術
由于在產品的生產制造過程中,大量的消耗和使用原材料,特別是屬于不可再生資源的金屬材料,不僅不利于降低生產成本,也不符合我國可持續發展的戰略思想,所以機械制造工業在產品的生產制造過程中,引入綠色生產工藝技術合提高資料使用率,主要的技術有:
2.1少無切削加工技術在當前的機械生產制造中,通過利用精確成型的生產方法來制造機器零件的工藝,被稱作少無切削加工。現階段,在產品的生產制造過程中,精鑄、擺輾等新技術以及相應的工程塑料技術在產品的生產制造過程中已經得到很好的應用和發展,而且從已經從近似成型逐漸向凈成型的方向轉變。在生產過程中,部分已經成型的零部件已經不需要經機械加工,就能直接使用。這樣不僅節省在生產制造過程中對傳統毛坯機械加工時所消耗的能源、物料,也在一定程度上大大降低產品的生產制造周期以及生產成本
2.2節水制造技術水作為一種資源在產品的機械生產制造過程中有著非常重要的作用。但由于我國的水資源分布不均,相比南方,我國北方的水資源比較匱乏。因此,基于可持續發展以及綠色制造的基本理念,在產品的生產制造過程中,應積極探索和研究節水制造的新技術以及新工藝。
機械制造工藝中的自動化技術
當前,機械制造工藝領域已經逐漸實現自動化制造單元,通過應用單臺或者多臺數控機床、加工機器等,實現小型化、靈活化的自動運作系統,既可支持自動化生產過程,也可有效控制成本,提高勞動生產效率。在機械制造過程中,自動化系統包括若干個自動化的數控機床,在計算機的支配與控制作用下,形成了一個簡單、有效的流水線,且實用性、可操作性較強,當前已經得以積極運用。在自動化系統中,以分散控制技術、自動化制造技術為核心,可實現自動化生產線運行,利用自動化制造工廠的強大功能,將原本單一化的制造環節連接起來,形成一個強大、完備的儲運系統,將材料采購、生產產品、零件裝配以及檢驗成品等各道工序均在自動化過程中完成。
機械制造工藝中的高精度技術
隨著社會和科技的不斷發展,機械制造工藝也得到了不斷的發展,原有的傳統型的機械制造工藝已經落后,不能完全滿足現代機械制造的需要。為了跟上現代機械制造的發展腳步,就要引入現代的機械制造工藝和精密的加工技術。機械制造工藝中的高精度技術在現代化機械制造工藝中,精密加工將成為今后發展的必然趨勢,其中涉及到微型機械、超精密切削技術、研磨加工技術以及復合加工技術等諸多方面。當前,納米技術正逐漸在納米電子學、納米材料技術等方面廣泛應用,而納米技術也推動了光學科學、機械科學等高科技水平的發展,機械制造工藝的高精度技術也朝向納米技術方向發展。因此,納米技術與微型機械的發展必將成為今后發展的關鍵技術,而機械制造工藝中的智能技術,也正步入高速率、高精度發展時代。
三、機械制造工藝的發展趨勢1、低碳化
中國經濟高速發展給環境帶來的沖擊是嚴重的。轉變經濟發展方式,調整產業結構,走持續發展道路已經得到了廣泛認可,國家當前提倡低碳生活,嚴厲取消一些高耗能、高污染的企業,而作為污染和浪費尤為嚴重的現代機械制造業,如何降低能耗和污染備受重視。低碳機械制造將環保、可持續以及節約等理念融入機械制造技術中,通過低碳設計、低碳選材、低碳設計、低碳工藝、低碳包裝以及回收再利用等措施優化改進現代制造技術,提高原料和能源的利用率,以最小的開銷,獲得最大的經濟和社會效益。
全球化
第一,是國內的制造業已經受到了國際制造業的猛烈沖擊,他們不僅僅是爭奪國際市場,還進一步的進駐同內市場,這對我國的制造業是一個嚴峻的挑戰。這一現實情況逼迫的我國制造業要適應生存法則一優勝劣汰。國內的很多中小企業都在這一場沒有硝煙的戰爭中紛紛落敗,也有一些優秀的企業在這之中凸顯出來。第二,今網絡通訊技術已經深入到了企業的各個方面,這一技術給企業帶來了合作的同時,又進一步計劃了國際市場的競爭。這兩個因素已經大力的帶動了制造業的全球化。
3、向高速、高精方向發展日益提高的生活水平也要求著任何事物都要充滿工作效率,在機械制造加工行業同樣也不例外。高速度的切削具有以下優勢,可以極大地提高機械零件的加工效率,并且能夠將能源消耗降低,從而使的生產所需成本不斷降低,當然在這些優勢下就要求加工設備、刀具材料、結構等方面的技術比較高。在要求不斷高速發展的同時,人們對于越來越高的對精度的要求,必然會形成這種趨勢——精密加工與超精密加工。
結束語
綜上所述,隨著全球機械制造業的高速發展,中國做為全球最大的機械制造國,面臨著來自各方面的挑站,先進制造技術 的運用 已經成為 了我國制造業 的軟肋, 只有不斷提升技術水平才能在時下激烈的市場競爭中占據一席之地,才能使我國機械制造業產品具有國際競爭力。
參考文獻
[1]董雙輝,吉典凱.我國先進機械制造技術研究[J].科技咨詢,2009(11):57-59
隨著全球化、網絡化進程的加快,計算機技術得到了空前的發展,同時也給人類的生產和生活方式帶來了極大的變革。我國正處于科學技術突飛猛進的重要時期,計算機技術更是推動富國強兵進程的重要組成部分。本文通過回顧計算機技術的發展歷史和發展現狀,分析其發展趨勢,從而更好地指導我國計算機技術的發展,推動社會進步,造福人民群眾。
【關鍵詞】計算機技術 發展概況 現狀 發展趨勢
上個世紀中葉以來,現代科技的高速發展推動了計算機技術的革新,并且深刻地影響著人們生活的方方面面。計算機技術作為信息時代的標志性技術,已經逐步成為各國綜合國力競爭的重要組成部分,掌握計算機技術的發展趨勢,不僅能夠推動社會發展,更能在信息革命中掌握主導地位,為中華名族的偉大復興打下堅實的基礎。
本文將從計算機技術過去、現狀、未來以及我國在計算機技術發展情況等方面探析計算機技術的發展趨勢。
1 計算機技術發展概況回顧
1946年在美國賓夕法尼亞大學誕生了世界上第一臺電子計算機ENIAC,它是由埃里克和莫克利主持研制,主要是用來計算導彈的彈道。20世紀50年代,由于電子計算機體積龐大、制作成本高昂等多種原因,計算機主要服務于軍事部門或是大型科研機構。1958年平面半導體集成電路的橫空出世催生了新興的微電子技術,極大推動了計算機元器件集成等工藝技術的發展。隨著計算機的結構不斷微型化,1982年第一臺個人計算機誕生了。自此之后,計算機才逐步由軍事部門、科研機構轉入向普通企業和普通家庭,其應用也由單一的軍事需求向多元化發展。90年代以后,計算機向兩極化發展:一方面向小型微型化發展,成本低廉,主要面向普通家庭;一方面向大型巨型化發展,仍然面向軍事部門以及科研機構。
從整體上看,20世紀40年代開始,計算機的出現到繁榮經歷了半個多世紀的變遷,其在運算速度、性能增強、體積縮小以及應用前景開發方面都得到了空前的發展。無論是軍事領域、教育領域還是商業領域,計算機技術無時無刻地影響著人類的日常生活。可以這么說,計算機技術已經滲透到了世界的每一個角落。
2 計算機技術發展原因
2.1 源源不斷的創新創造
源源不斷的創新創造活動是推動計算機技術跨越式發展的不竭動力。現實需求的推動、關于計算機技術的認識以及信息的共享性可以對這種源源不斷的創新創造活動作出很好的解釋。
2.1.1 現實需求的推動
正是二戰時期對于信息的迫切需求減少了創造的障礙,使得資源、人力等條件得到最大化利用,從而催生了計算機技術。在計算機發展的早期階段,軍事部門、科研機構等對于科學計算的迫切需求推動了計算機迅速轉變為民用以及工業產品,促進了計算機工業的發展。在計算機行業,領先一步可能意味著占有市場,競爭的壓力以及利益的最大化因素往往使得計算機技術發展水平領先市場需求。同時作為一個國家綜合國力的重要組成部分,計算機技術的發展往往能夠得到政策扶持和資源支持,從而保證創造活動的持續性。
2.1.2 對計算機技術認識的反饋作用
重復的實驗與糾錯是計算機工作者不可避免的過程。客觀的科學設計不僅需要在理論上可行,更需要接受客觀實際的約束檢驗。試錯,有時甚至是錯誤的原理,也有可能導致催生行之有效的計算機技術。“鋁―硅―氧化物”觸面控制就是在反復的試錯中發現的,并且為超大型集成電路打下堅實的理論基礎。這些蘊含在新技術中的知識又被繼續挖掘出新的內涵,新的知識又成為實踐的基礎。這種循環往復的過程往往能夠迸發出新的技術,推動創造活動源源不斷地開展下去。計算機技術的發展過程少不了這種試錯法的學習經驗。通過試錯法不斷加深對于計算機技術的理解,并且應用于計算機硬件與軟件的開發過程中,極大地縮短了技術更新的周期。
2.1.3 信息的共享
信息時代的顯著特征就是信息的共享性以及信息的全球化。信息的共享性給創新活動提供了一個信息交換的平臺,有效縮短了信息傳遞的時間,提高了新技術研發的效率。
2.2 主客體的選擇機制
在客體方面,計算機面向的群體對于計算機技術進行選擇。對于用戶和市場來說,在條件相同的情況下,先進的技術能夠占有更多的市場,取得更大的成功,間接導致了經濟競爭轉化為技術競爭。這種針對計算機服務對象的研究有效引導了計算機技術更好地滿足用戶的需求,追求更加和諧的人機界面。
計算機技術的研制者作為主體,在有效分析計算機用戶的需求之后,就需要能夠解釋所觀察到的事實現象并能使問題得到解決和發展得以進行。正因為計算機用戶需求的多樣性,計算機技術的研制者才能夠信息共享的基礎上不斷采取新技術或新方法,為選擇提供了有效的支持。選擇機制在計算機技術的主客體之間建立了一種雙向鏈接,推動計算機技術的發展。
3 計算機技術發展現狀
3.1 普及性和深入發展性
科學技術是第一生產力,日新月異的計算機技術在潛移默化著影響著人類的生活生產方式,逐步成為社會的重要生產力,甚至在人類社會發展史上有著舉足輕重的地位。隨著科學技術的快速發展,計算機技術滲透到人類生活的方方面面,在數學、力學、化學、石油探測與開發、橋梁設計等基礎學科或是工程領域都扮演著中流砥柱的角色。計算機技術服務的對象也由單一的軍事部分和科研機構轉入數以萬計的普通家庭。可以預見的是,計算機技術的影響力會隨著時間推移進一步加深。
3.2 專門化和綜合化
在計算機越來越普及的同時,其性能向著綜合化和專門化兩極發展。一方面,網絡分布式系統逐步取代了單機操作的模式,綜合性能的提升極大地方便了人們的生活。另一方面,由于經濟發展以及政策扶持,計算機的專門化在綜合國力競爭以及維護國家安全方面也扮演了重要的角色,并且得到了顯著發展。
3.3 突破性和普適性
隨著計算機技術在各個領域的普及與發展,計算機應用領域的分化有效推動了計算機技術在多個方面取得突破性的進展。計算機技術的突破性主要體現在計算機科學的更新周期上。從1904年電子管的發明到1946年第一臺電子計算機,總共耗時42年,而半導體晶體管到半導體計算機只用了10年時間。此外,微電子精細加工到集成電路的誕生,只用了不到2年的時間。可以預見的是,隨著科技的發展,計算機技術將根據不同人群的需求,進一步改造升級,體現更多的人性化關懷。
4 計算機技術發展趨勢
4.1 計算機技術發展的整體方向
在科學技術高速發展的時代,計算機技術也將面臨一系列新的重要變革,但統觀計算機的未來發展,主要還是向著“高”、“廣”、“深”三個方向發展,以下將對三個方向進行具體分析。
第一,向“高”度發展。性能越來越高,運算速度越來越快,最為明顯的表現就是計算機的主頻越來越高。2010年,Intel公司已經研制出集成10億以上晶體管的微處理器,也就是說一臺計算機并不是使用一個微處理器,而是幾百個、幾千個微處理器并行處理,極大地提高了計算機的性能。并行計算機的關鍵技術在于如何連接龐大的計算機網絡,并且能夠有效地管理,使之相互配合、協調工作,這就對于并行計算機的系統軟件――操作系統提出了很高的要求。截止目前,世界性能最高的通用機已經使用上萬臺處理器。
第二,向“廣”度發展。計算機技術發展的廣度體現在網絡化范圍的擴大和各個領域的全方位滲透。隨著計算機技術的發展,計算機的普及率迅速上升,逐步成為個人常用之物。日常使用洗衣機、電冰箱、筆記本電腦等處處體現著電子化,可以預見的是,不久的將來,計算機也會像馬達一樣存在于人類生活的每一個角落。網絡化范圍的擴大給信息共享提供了一個寶貴的平臺,網絡教學、電子教學會帶著強大的優勢登上歷史的舞臺。有人預言,再過二十年或是三十年,計算機可能如同紙張一樣物美價廉,學生們使用的不再是陳舊的教科書,取而代之的是筆記本大小的計算機。
第三,向“深”度發展。即向人工智能發展,信息的更加智能化。面對網絡上浩如煙海的信息,如何將有用的信息收為己用,人機互動如何更好的互動,這些問題成為新時期計算機技術最為重要的研究課題。所謂人工智能,即計算機的智能成分占主要,具備多種感知能力以及思維邏輯能力,人機界面將更加和諧,人機交流將更加便捷。例如,將來人們可以直接用自然語言和計算機交流,甚至面部表情、手勢等微小動作也能被計算機識別。當下,虛擬交互設備是人工智能的集中體現,相信在未來將有更多的人工智能設備將被推向市場。
4.2 計算機技術發展的具體趨勢
4.2.1 智能化的高性能計算機
伴隨著計算機并行技術的高速發展,計算機系統能夠同時執行多條指令或是同時處理多個數據,運行速度得到了極大地提高。一方面,量大的超級計算機接近于復制人類的大腦,智能成分在計算機結構中占有主導地位。很多優秀的動畫作品、影視作品都是通過超級計算機模擬而成。可以這么說,超級計算機在科技界內引起開發與創新狂潮。另一方面,硅芯片越來越接近其物理極限,計算機的體系結構與技術都將經歷一次質的飛越。
(1)量子計算機。量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學、邏輯運算和存儲量子信息的物理裝置。在對可逆計算機的研究中,人們借助量子效應開發了量子計算機。它利用一種鏈狀分子聚合物的特性表示開和關的狀態,利用激光脈沖來改變分子狀態,從而使得信息沿著聚合物移動,達到運算處理的目的。量子計算機利用量子位進行數據存儲,不僅大大提升了存儲量,計算速度也比目前的Pentium DI晶片快10億倍。另外,量子計算機對保密體系產生了一定的沖擊,從而在國家安全意識方面扮演著重要角色。
(2)光子計算機。光子計算機是利用光子取代電子進行數據運算、傳輸以及存儲的一類新型計算機。在光子計算機中,光子取代了電子,光互連取代了導線互聯,光運算取代了電運算,復雜度高、計算量大的任務能夠實現快速并行處理,從而運算速度在現有基礎上呈指數增長。
(3)分子計算機。分子計算機是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息,并且以有效方式進行組織排列的新型計算機,具有體積小、耗電少、運算快、存儲量大等特點。分子計算機通過蛋白質與周圍物理化學介質的相互作用進行數據運算,尤其具備在生化條件下,在生物有機體中以分子形式與外部環境進行交換的功能。另外,由于分子芯片的原材料是蛋白質分子,所以分子計算機在與分子活體相連的同時還具備自我修復功能。預計在不久的將來,分子計算機將正式投入實用。
(4)納米計算機。納米計算機是基于納米技術研究開發的新型高性能計算機。納米技術從20世紀80年代開始得到迅速的發展,最終目標是人類按照自己的意愿直接操縱單個原子,制造出特定功能的產品。納米技術衍生出的納米管元件具備幾到幾十納米的尺寸范圍,質地堅硬,有著極強的導電性,不僅取代硅芯片成為新型計算機元件,而且能夠放大電子開關和晶體管的功能。專家預測,數十年后納米技術將走出實驗室,推動計算機行業的發展。
4.2.2 計算機網絡的發展
網絡為信息共享和交換提供了一個全新的平臺,在計算機技術發展的過程中逐步占據主導與核心地位。HDSL、ADSL、DSVD和HFC等技術的發展帶動了計算機技術的改革和創新,有利于提高話音、圖像與數據服務的質量。局域網技術中的100M交換式技術逐步成熟,并在與ATM局域網的競爭中占有一定優勢。
4.2.3 計算機軟件技術的發展
計算機軟件技術與每一位計算機用戶息息相關。這項技術不僅需要考慮計算機用戶的需求,也要順應計算機技術的發展趨勢。另一方面,軟件技術也將進一步進入工業發展的領域,數據庫系統將進一步發展與完善,計算機的協同工作技術將趨于成熟。
5 結語
隨著社會進步,計算機技術在我國各行各業中的地位越來越重要,對我國的經濟發展起到了不可磨滅的作用。但從另一角度講,我們需要積極態度應對計算機技術的高速發展。首先要做到的就是做好計算機技術的革新,其次健全相關計算機技術的規章制度,另外加大對于計算機技術研究和開發的鼓勵力度也能起到標桿作用。最后,我們需要緊跟計算機技術進步的腳步,引導計算機科學技術健康發展,共同探索未知而神秘的世界。
參考文獻
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關鍵詞:機械設計制造、自動化應用程序、多元化發展
引言:
就我國目前經濟發展的狀況來看,經濟發展對于機械制造有很大的依賴性。機械制造為我國的經濟發展提供了巨大的助力,然而傳統的機械設計制造已經不能滿足新時期的社會發展需求,只有設計越來越科學有效的機械設備設計方法,才能完善機械設備的運轉功能,提高工作效率,提高我國工業生產的速率,為企業的發展贏得越來越多的經濟利益。傳統的設計工藝弊端日漸暴露,無論是設計方案還是實際運用,都不再適用于新時期機械設計制造的發展,生產效率低、功能單一等缺點嚴重阻礙了工業生產的發展。將機械設計制造自動化應用程序相結合是工業設計變革的必經之路。
一、機械設計制造自動化的理論概述
最早使用自動化合計理念的產品是機器人手動操作的出現,機器人可以完成一些簡單的、重復的工作指令。隨著科技的發展,自動化的設計理念不再停留于過去重復單一動作時期,而是更加“智能化”,體現在能夠準確的完成任務,并在工作過程中針對出現的問題進行及時的自我診斷和修復。
最早將自動化技術應用到機械設計制造中源于二十世紀六十年代,相關研究學者在當時計算機迅猛發展的基礎上,經多不斷嘗試與研究,最終使計算機與控制技術結合起來,從而產生自動化設計概念。
二、機械設計制造自動化的優點
2.1提高生產能力和工作質量
機械自動化產品的優點體現在其擁有自動處理和自動控制功能,檢測的靈敏度和精度較高,精確范圍廣。這些優點能夠保證在機械作業時,工作設備可以按照原預定的動作去完成指令,不受操作者的影響,實現設備操作的最佳效果,保證高質量的產品合格率,提高工業生產力。
2.2提高使用安全性和可靠性
機械自動化設備具有監視、報警、自我診斷及自我修復等功能,在機械作業過程中,如果出現超載、過壓、短路等問題時能夠自動采取保護措施,盡量避免人力和設備出現事故,具有高度的使用安全性。同時,機械自動化設備在設計時,采用的是電子元器件進行組裝生產,可以減少構件的磨損,使其具備較高的靈敏度和可靠性。
2.3節約能源,減少原材料的消耗
可持續發展是我國經濟發展的目標,是否能夠減少耗能,節約能源是用戶關心的問題。機械自動化產品通過采用低能耗驅動機構,最佳的調節控制,提高設備的能源利用率,可達到明顯的節能效果。而機械自動化的設計原理是多種學科的交叉,集微電子、電子計算機等多方面于一身,可以從硬件系統轉移到軟件系統,產品本身也更加輕小,減少材料的消耗。
三、我國機械設計制造自動化發展現狀
3.1CIMS技術的應用
機械設計制造自動化技術的實現需要很多的準備工作,例如要具有良好的產品設計模塊、產品的加工要有系統性,同時對產品的銷售要做系統的策劃。機械制造自動化的實現也需要一定的技術支持,現階段在我國應用較為廣泛的是CIMS技術。通過建立技術研究實驗室,經過不斷改良和完善,CIMS技術不斷進步。機械設計制造與IMS軟件之間也是分不開的,兩者有著相互制約的聯系,這是由于產品設計自動化的實現所決定的。只有改善機械制造技術,才能夠提高生產質量與生產水平,但是在這一領域仍有需要解決的諸多問題,例如CAD技術不能與C械制造業相結合,不能夠有效的提高生產水平等,這些問題還有待研究并解決。
3.2信息時代下機械設計制造自動化面臨的改革
信息化時代的到來,一方面為機械制造業提供了發展,另一方面對其也帶來了巨大的挑戰。目前來看,我國的機械制造仍與發達國家有一定的差距,只有改變技術落后、制備工藝落后的現狀,才能夠保證我國工業發展在國際市場中占有有利的競爭地位。我國機械制造自動化設計的發展方向降世全球化、自動化、科學化。
四、機械設計制造及其自動化多元化發展途徑
4.1機械設計制造及其自動化技術的應用趨勢
我國機械制造也要想進行長久的發展,就必須在基礎環節做好扎實的準備工作。只有落實好基礎環節的自動化模塊,才能夠進行機械加工體系的健全,促進可編程控制器、工業機器人在機械制造方面的有效應用。只有實現基礎環節工作體系的健全,才能使機械設計制造自動化技術各個環節都能協調發展。
在當代國際形勢的影響下,進行先進性的技術制造刻不容緩,改善機械制造自動化技術、信息技術、傳感技術等,并應用到機械制造中去,保證現代系統管理體系的健全,做好相關組織管理工作,普及高新技術,實現機械設計制造自動化技術的系統性及整體性,從而提高我國機械制造業的國際競爭力。機械制造業在市場中競爭的核心就是生產率的高低,更新先進機械制造及其自動化技術,對于保證我國市場全球化的拓展,提升勞動所高生產率,控制生產成本,最后保證制造成本、制造質量的優化等相關內容有著至關重要的影響。解決機械制造產品開發模塊、工藝設計模塊、加工制造模塊等面臨的相關問題,是當下機械制造業發展過程中所面臨的大問題。
4.2機械設計制造及其自動化多途徑的分析
在全球化市場的影響下,我國機械制造業的國際競爭力加劇。發達國家利用先進的經濟、金融、科學技術等手段進行產品的研發與銷售,對我國的機械制造業的國際發展產生了巨大的沖擊。只有融入當下先進的科學技術,并滲透到產品的研發到生產等各個環節是我國機械制造也發展的必經之路。
將納米技術與精密工程技術融入到機械制造業中有利于機械制造業的未來發展。納米技術可以實現機械制造業的納米及精度,運用納米尺度,進行原子結構及分子結構的研究,讓制造業更具先進性、實用性;精密工程技術的應用可以提升機械制造業的產品精密度,通過對機械制造業高度自動化模塊的應用,可以滿足機械制造業國際競爭的需要,穩固我國機械制造業在國際競爭中的競爭地位。
結束語:面臨著我國經濟市場的巨大需求,機械制造自動化技術的改革迫在眉睫。只有進行技術創新,不斷完善機械制造設備的功能,提高機械生產的效率,才是機械設計制造自動化技術變革的根本所在。同時,要想在國際市場競爭中占據有利優勢,就必須通過對機械自動化技術更進一步的改善,從而提高生產效率,降低生產成本,為我國工業生產在國際市場中的競爭提供強有力的支持。改善我國現階段機械設計制造自動化技術落后的現狀,加快建立機械設計制造自動化技術相關研究的學科,對提高我國的工業生產率,加快我國經濟發展有著重要的意義。本文通過研究機械設計制造自動化的相關理念,分析我國機械制造自動化技術的發展現狀,探討未來機械設計制造及其自動化多元化發展途徑,希望可以對相關研究提供有效的參考建議。
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