時(shí)間:2023-08-29 16:28:35
序論:在您撰寫(xiě)制造技術(shù)的基本概念時(shí),參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)發(fā)展迅速,相應(yīng)提高了對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的實(shí)際要求。工業(yè)設(shè)計(jì)具體是指人們根據(jù)某一目標(biāo),而進(jìn)行的創(chuàng)造性設(shè)計(jì),其本質(zhì)是對(duì)美學(xué)、工學(xué)等學(xué)科知識(shí)的綜合性運(yùn)用。發(fā)展工業(yè)設(shè)計(jì),對(duì)于企業(yè)核心市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提高具有重要意x。筆者從工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)基本特點(diǎn)入手,就機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討,以供相關(guān)單位及人員參考。
關(guān)鍵詞:工業(yè)設(shè)計(jì);機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù);應(yīng)用探討
工業(yè)設(shè)計(jì)是一種在工業(yè)革命之后受到廣泛重視的綜合性學(xué)科,主要分為傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)和現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)兩類。美學(xué)和工學(xué)是工業(yè)設(shè)計(jì)的重要實(shí)施基礎(chǔ),體現(xiàn)了工業(yè)設(shè)計(jì)的基本特征和要求。近幾年,我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)發(fā)展迅速,傳統(tǒng)模式下的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù),無(wú)法再滿足現(xiàn)代行業(yè)的實(shí)際發(fā)展需求,繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化調(diào)整就顯得至關(guān)重要。本文從工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)有關(guān)基本特點(diǎn)入手,就現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),進(jìn)行了探討,具體內(nèi)容如下。
一、工業(yè)設(shè)計(jì)基本概念及特點(diǎn)分析
(一)工業(yè)設(shè)計(jì)基本概念分析
工業(yè)設(shè)計(jì)具體是指人們?yōu)檫_(dá)到某一理想目標(biāo),而進(jìn)行的創(chuàng)新性設(shè)計(jì),涉及多個(gè)學(xué)科知識(shí)的設(shè)計(jì)應(yīng)用,其中工學(xué)和美學(xué)是其重要的實(shí)施基礎(chǔ)。自第一次工業(yè)革命之后,工業(yè)設(shè)計(jì)收到了越來(lái)越廣泛的重視和應(yīng)用,并逐漸發(fā)展出傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)和現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)兩個(gè)類別。
傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)側(cè)重于產(chǎn)品設(shè)計(jì),主要追求人與物品間的良好匹配效果?,F(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)理念,是在傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)理念基礎(chǔ)上,融合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需求提出的全新理念,其包含設(shè)計(jì)構(gòu)思到方案完成的全部過(guò)程,同時(shí)包含使用工程手段進(jìn)行設(shè)計(jì)表達(dá),并達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)目的的所有工作,具體表現(xiàn)就是現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造及相關(guān)服務(wù)的設(shè)計(jì)過(guò)程。
(二)工業(yè)設(shè)計(jì)基本特點(diǎn)分析
1、知識(shí)綜合性特點(diǎn)分析
通常情況下,人們習(xí)慣將工業(yè)設(shè)計(jì)片面地理解為外形設(shè)計(jì),同時(shí)習(xí)慣將其與“嘈雜的環(huán)境、冰冷的機(jī)器、機(jī)械化的勞動(dòng)以及油污”等概念聯(lián)系到一起。但通過(guò)其基本概念分析可知,工業(yè)設(shè)計(jì)不僅包含工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容,其也是促進(jìn)“人-機(jī)器-環(huán)境”三者和諧發(fā)展的重要手段,涉及多種學(xué)科理論的實(shí)踐應(yīng)用,具有鮮明的知識(shí)綜合性特征。
2、實(shí)踐性和應(yīng)用性征分析
工業(yè)設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)或達(dá)到人們某一期望或目的而存在的學(xué)科,其根本目的在于通過(guò)不斷的設(shè)計(jì)和創(chuàng)造,改變?nèi)藗兊纳瞽h(huán)境和品質(zhì),優(yōu)化人們的生活方式,從而創(chuàng)建出更加個(gè)性、自然、便捷的生活,故而其具有突出的實(shí)踐性和應(yīng)用性特征。
3、時(shí)代性特征
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和時(shí)代的變化,工業(yè)設(shè)計(jì)體現(xiàn)出的基本要求也會(huì)隨之變化。目前,工業(yè)設(shè)計(jì)以“綠色節(jié)能、健康環(huán)?!弊鳛榛驹O(shè)計(jì)要求。
二、現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)分析
對(duì)于機(jī)械工程來(lái)說(shuō),制造技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)是其重要組成部分,直接決定機(jī)械的綜合性能和質(zhì)量。信息時(shí)代背景下,現(xiàn)代信息技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的重視和應(yīng)用,機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法也因此得到了有效的創(chuàng)新和發(fā)展。包括借助相關(guān)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序和數(shù)學(xué)規(guī)劃理論,確定最優(yōu)化方案,或者通過(guò)結(jié)構(gòu)離散化,使相互連接且分析容易的單元節(jié)點(diǎn),進(jìn)行綜合求解的設(shè)計(jì)方法,都是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用成果。
三、機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)技術(shù)與工業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)系及發(fā)展趨勢(shì)分析
(一)工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的重要作用分析
工業(yè)設(shè)計(jì)具有鮮明的知識(shí)綜合性特征,其兼顧藝術(shù)領(lǐng)域和科學(xué)領(lǐng)域兩方面的技術(shù)知識(shí)應(yīng)用。其中,科學(xué)技術(shù)占據(jù)重要的核心地位,是工業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施的先決條件,所有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)都需要滿足科學(xué)技術(shù)的實(shí)際要求,如設(shè)計(jì)違背客觀的科學(xué)規(guī)律,就說(shuō)明其缺乏科學(xué)性且無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此,機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要地位,相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須在充分掌握機(jī)械工程有關(guān)基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì),以確保工業(yè)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性,避免功能、外觀等設(shè)計(jì)與力學(xué)、結(jié)構(gòu)等客觀規(guī)律相違背,從而提高工業(yè)設(shè)計(jì)的整體設(shè)計(jì)水平。此外,設(shè)計(jì)師應(yīng)充分發(fā)揮自身工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)優(yōu)勢(shì),通過(guò)結(jié)構(gòu)、外形、色彩的優(yōu)化設(shè)計(jì)手段,提高用戶的產(chǎn)品滿意度。
(二)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)領(lǐng)域中工業(yè)設(shè)計(jì)的重要作用分析
就機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)而言,工業(yè)設(shè)計(jì)的重要作用,主要表現(xiàn)于人機(jī)工程方面?!耙匀藶楸尽眹@人的本質(zhì)需求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),是人機(jī)工程學(xué)的核心理念。這種環(huán)境背景下,所有的設(shè)計(jì)理念都需要從人的本質(zhì)需求中獲得,并對(duì)收集到的信息進(jìn)行綜合分析,完成設(shè)計(jì)的基本判斷。除傳統(tǒng)的“人、機(jī)器、環(huán)境”三要素外,人機(jī)工程學(xué)額外引入了使用者和消費(fèi)者的理念,使人和產(chǎn)品聯(lián)系成為一個(gè)完整的系統(tǒng),進(jìn)行共同的深入討論。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,人機(jī)工程學(xué)受到了越來(lái)越廣泛的重視和關(guān)注,是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造不可或缺的關(guān)鍵性因素。
(三)二者的結(jié)合應(yīng)用趨勢(shì)分析
無(wú)論是工業(yè)設(shè)計(jì),或是機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù),都有其獨(dú)特的特點(diǎn),加強(qiáng)二者間的結(jié)合應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)二者特點(diǎn)間的有效融合,進(jìn)而產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)企業(yè)良性的可持續(xù)性發(fā)展。對(duì)于當(dāng)前的企業(yè)而言,應(yīng)在“綠色節(jié)能、健康環(huán)?!钡幕疽蠡A(chǔ)上,積極促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械制造技術(shù)的兩盒應(yīng)用,探索二者間有效的融合渠道和方式,同時(shí)加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部的人才培養(yǎng),進(jìn)而為企業(yè)的未來(lái)發(fā)展,奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
結(jié)語(yǔ):
綜上所述,工業(yè)設(shè)計(jì)是一種以工學(xué)和美學(xué)作為實(shí)施基礎(chǔ)的綜合性學(xué)科,在機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)有著極為重要的應(yīng)用。加強(qiáng)二者間的結(jié)合應(yīng)用,可進(jìn)一步發(fā)揮二者各自的優(yōu)勢(shì)特征,提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)和經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)企業(yè)良性的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]段巍迪.試論工業(yè)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的相關(guān)運(yùn)用[J].科技與創(chuàng)新,2016(11).
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關(guān)鍵詞:制造業(yè) 模具制造 綠色制造技術(shù) 可持續(xù)發(fā)展
制造業(yè)一向是社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要支柱,同時(shí)也是造成資源浪費(fèi)最多和對(duì)生態(tài)環(huán)境污染程度最大的行業(yè)。面對(duì)全球資源日漸匱乏和環(huán)境問(wèn)題的逐漸嚴(yán)峻,如何最大程度的減少制造業(yè)的資源浪費(fèi)和降低制造業(yè)對(duì)環(huán)境帶來(lái)的危害,成了迫在眉睫的問(wèn)題。而模具是制造業(yè)中最重要的生產(chǎn)工具,是工業(yè)生產(chǎn)中最基本的裝備。模具制造水平的高低,制約著一個(gè)國(guó)家整體制造業(yè)的水平。在這種情況下,“綠色模具”制造應(yīng)運(yùn)而生。
一、模具綠色制造的基本概念和特點(diǎn)
綠色制造技術(shù)是指將節(jié)能、低碳、環(huán)保、可回收、可循環(huán)等有機(jī)的結(jié)合在一起,依托高科技實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的高質(zhì)量、低成本、少污染、高利潤(rùn)。綠色制造技術(shù)既能推動(dòng)企業(yè)的發(fā)展,又能保護(hù)自然資源和環(huán)境。模具綠色制造是指在模具制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)上,都要把對(duì)環(huán)境的影響和對(duì)資源的利用考慮進(jìn)去,實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染最小化和資源利用最大化。
傳統(tǒng)的模具制造只考慮模具的質(zhì)量、成本、功能、壽命等,基本不考慮模具對(duì)環(huán)境造成的影響。一些模具的材料中甚至含有有毒物質(zhì),嚴(yán)重污染環(huán)境。而且傳統(tǒng)的模具在使用結(jié)束后就變成了一堆廢鐵,回收率低,嚴(yán)重浪費(fèi)了資源。與傳統(tǒng)的模具制造相比,模具綠色制造具有以下特點(diǎn):
模具綠色制造由“模具制造的全部過(guò)程”、“對(duì)環(huán)境的影響”、“資源優(yōu)化”三個(gè)問(wèn)題組成,這三個(gè)問(wèn)題貫穿模具綠色制造的始終。模具綠色制造具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。綠色技術(shù)的采用有助于減少資源浪費(fèi),降低制造成本、減少環(huán)境污染,改善工作環(huán)境,有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
二、模具綠色制造的內(nèi)容與流程
(1)選擇綠色的模具材料
模具材料的選擇非常重要,材料是否屬于綠色產(chǎn)品,對(duì)最后成型的模具影響深刻。考慮到對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題,模具的材料要選擇有害物質(zhì)含量低的材料,以保證在加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)??紤]到對(duì)資源的節(jié)約問(wèn)題,模具材料要選擇成本低、可回收的材料,或者選擇可以重復(fù)使用、可以降解的材料。
(2)進(jìn)行綠色模具設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)模具的綠色制造時(shí),首先要考慮模具的使用年限,壽命越長(zhǎng),相對(duì)成本越低,越節(jié)約制造資源??梢圆捎靡荒6嘈?、一形多用、拼裝等技術(shù)改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu),延長(zhǎng)模具的使用壽命。其次,在綠色模具設(shè)計(jì)中要注重模具的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和規(guī)范化,可以提高模具的專業(yè)性,提高模具的質(zhì)量,縮短制造周期,降低成本,也能促進(jìn)模具的多次重復(fù)使用。
(3)采用綠色制造技術(shù)加工模具
在綠色制造技術(shù)方面,可以采用模具CAM/APP/CAD一體化。CAD技術(shù)能夠節(jié)約設(shè)計(jì)圖紙,并且可以對(duì)產(chǎn)品的剛度、強(qiáng)度、抗沖擊度進(jìn)行分析。模具的包裝材料也應(yīng)當(dāng)采用綠色包裝材料,選擇無(wú)毒無(wú)公害的材料或者可以降解的材料?;蛘邔?duì)模具進(jìn)行從簡(jiǎn)包裝,節(jié)省包裝材料。
(4)綠色模具的維護(hù)和回收
由于模具的使用比較頻繁,要對(duì)模具進(jìn)行定期的維護(hù)。在維護(hù)中,要盡量減少使用具有腐蝕性的溶液,減少對(duì)模具的熱處理,延長(zhǎng)模具的使用壽命。當(dāng)模具要徹底廢棄時(shí),要對(duì)模具展開(kāi)合理有效的回收再利用,將可以使用的零件拆下來(lái)清洗以備重復(fù)使用,將可循環(huán)的材料進(jìn)行再加工,將模具綠色制造納入良性循環(huán)的軌道。
三、模具綠色制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
(1)高速干切削技術(shù)
將高速切削技術(shù)與干切削技術(shù)相結(jié)合,提取兩者的優(yōu)點(diǎn),就形成了新興的高速干切削技術(shù)。高速干切削技術(shù)彌補(bǔ)了高速切削技術(shù)和干切削技術(shù)的不足,提高了切削工藝的效率、精度和柔性。最主要的是高速干切削技術(shù)限制了切削液的使用,消除了切削液對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染,符合綠色制造技術(shù)的要求。如果在模具綠色制造中使用高速干切削技術(shù),有利于提高模具的制造效率,改善模具質(zhì)量,降低傳統(tǒng)的電火花技術(shù)對(duì)環(huán)境的污染。
(2)凈成形技術(shù)
焊接、塑性、鍛造等加工技術(shù)都可以進(jìn)行成形制造。目前我國(guó)的成形制造正在向凈成形方向發(fā)展。凈成形是指在加工過(guò)程中,直接將材料制成工件形狀。凈成形技術(shù)加工的工件可以直接應(yīng)用于產(chǎn)品,減少了原材料的浪費(fèi),降低了能源的消耗。在模具綠色制造中采用凈成形技術(shù)也是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。
(3)工藝模擬技術(shù)
在模具的熱加工過(guò)程中,可以使用工藝模擬技術(shù)。工藝模擬技術(shù)主要用模擬的方式來(lái)確定最佳參數(shù),包括物理模擬、數(shù)學(xué)模擬和專家系統(tǒng)合成。工藝模擬可以優(yōu)化制造方案,預(yù)測(cè)加工缺陷,防止加工意外,控制工件的質(zhì)量。一般的模擬軟件可以在用戶輸入模具的基本幾何參數(shù)之后,自動(dòng)計(jì)算制造模具所需要的各個(gè)物理量,并將這些物理量反饋給用戶。用戶不再需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)來(lái)確定這些參數(shù),只需要在模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)即可。毫無(wú)疑問(wèn),工藝模擬技術(shù)節(jié)約了材料、節(jié)省了設(shè)計(jì)者的時(shí)間、降低了模具制造成本。
四、總結(jié)
面對(duì)全球資源日漸匱乏和環(huán)境問(wèn)題的逐漸嚴(yán)峻,綠色制造技術(shù)成為了制造業(yè)的主要發(fā)展方向。綠色制造技術(shù)能夠提升經(jīng)濟(jì)效益、降低生產(chǎn)成本、縮短制造周期、減少環(huán)境污染、提高資源利用率。本文首先概括了模具綠色制造的基本概念,通過(guò)與傳統(tǒng)模具制造技術(shù)相比較總結(jié)了模具綠色制造技術(shù)的特點(diǎn)。其次,詳細(xì)介紹了模具綠色制造的內(nèi)容與流程,包括對(duì)材料的選擇、對(duì)模具的設(shè)計(jì)、加工以及維護(hù)、回收等。最后,分析了高速干切削技術(shù)、凈成形技術(shù)、工藝模擬技術(shù)等模具綠色制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。
總之,在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)期,發(fā)展綠色制造技術(shù),是社會(huì)發(fā)展必然的選擇。筆者相信,模具綠色制造技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展也必將為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞 軍隊(duì)信息化建設(shè) 軍事高科技 專用性技術(shù)
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
在我軍大力推進(jìn)軍隊(duì)信息化建設(shè)的今天,軍隊(duì)院校所開(kāi)展的軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)非常重要,有利于在強(qiáng)化參訓(xùn)學(xué)員的思想觀念和提升其認(rèn)識(shí)的同時(shí),使他們能比較全面、系統(tǒng)和深入地學(xué)習(xí)了解信息化和高科技武器裝備知識(shí),澄清模糊概念,更好地把握建設(shè)重點(diǎn)和方向,在軍隊(duì)信息化建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮更大的作用。然而,要達(dá)到這一目的,軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)應(yīng)該開(kāi)設(shè)哪些課程卻需要認(rèn)真加以研究,尤其是對(duì)建設(shè)起關(guān)鍵作用的重點(diǎn)(主干)課程。只有確定了重點(diǎn)課程,才能圍繞重點(diǎn)課程合理地構(gòu)建培訓(xùn)課程體系,進(jìn)而增強(qiáng)培訓(xùn)效果,滿足軍隊(duì)信息化建設(shè)的發(fā)展需要。
總體來(lái)看,當(dāng)前我軍軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的內(nèi)容很多,但其中最為關(guān)鍵的應(yīng)該是起直接作用的包括信息技術(shù)在內(nèi)的眾多的技術(shù)領(lǐng)域。顯然,由于培訓(xùn)時(shí)間短和學(xué)員自身專業(yè)的限制,軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的課程難以覆蓋太多的技術(shù)領(lǐng)域,所以應(yīng)該綜合考慮和有所側(cè)重,首先從中選擇最為關(guān)鍵的技術(shù)領(lǐng)域設(shè)置好重點(diǎn)課程和內(nèi)容,然后圍繞這些重點(diǎn)課程來(lái)構(gòu)建培訓(xùn)的課程體系,以使培訓(xùn)能在有限的時(shí)間內(nèi)獲得最好的效果。為此,必須弄清軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)主要應(yīng)關(guān)注的專業(yè)領(lǐng)域,以此來(lái)確定培訓(xùn)的重點(diǎn)課程并合理地設(shè)置課程內(nèi)容。
1 軍隊(duì)信息化建設(shè)關(guān)注的主要技術(shù)領(lǐng)域
當(dāng)前,我軍軍隊(duì)信息化建設(shè)的重點(diǎn)應(yīng)該主要是軍事信息系統(tǒng)與信息化武器裝備兩大部分。從構(gòu)成來(lái)看,這兩部分主要涉及與計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、信息傳輸與處理、傳感、自動(dòng)化、仿真、微電子、控制、驅(qū)動(dòng)、能源、制造、材料、管理以及通信、偵察、探測(cè)、隱身、導(dǎo)航、制導(dǎo)、生化、氣象、水文、環(huán)境、空中空間、信息安全、信息對(duì)抗、信息保障等眾多技術(shù)領(lǐng)域。所以,目前軍隊(duì)信息化建設(shè)應(yīng)該涉及這些技術(shù)領(lǐng)域以及與它們密切相關(guān)的一些技術(shù)領(lǐng)域。
雖然軍隊(duì)信息化建設(shè)涉及的專業(yè)技術(shù)眾多,但從應(yīng)用范圍和特點(diǎn)出發(fā),可將這些技術(shù)大致劃分為兩個(gè)層次或兩種類型的技術(shù)。①②一種是支撐軍事信息系統(tǒng)建設(shè)和信息化武器裝備發(fā)展的通用性基礎(chǔ)技術(shù),主要包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、能源與動(dòng)力技術(shù)、新材料技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、納米技術(shù)和生物技術(shù)等。另一種是直接用于軍事信息系統(tǒng)和信息化武器裝備并使之具備所需要特定功能的專用性專業(yè)技術(shù),主要包括通信技術(shù)、偵察監(jiān)視技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、精確制導(dǎo)技術(shù)、航空航天技術(shù)、海洋技術(shù)、預(yù)警與反導(dǎo)技術(shù)、指揮控制技術(shù)、信息對(duì)抗技術(shù)、武器毀傷技術(shù)、偽裝與隱身技術(shù)、核生化武器技術(shù)、新概念武器技術(shù)、信息融合技術(shù)、軍用仿真技術(shù)和綜合保障技術(shù)等。專業(yè)性專業(yè)技術(shù)也就是我們通常所說(shuō)的軍事高技術(shù)(軍事高科技)。
無(wú)論是通用性基礎(chǔ)技術(shù)還是專用性專業(yè)技術(shù),其絕大部分或大部分都屬于信息技術(shù)或與信息技術(shù)密切相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,起作用和地位十分重要。尤其是專用性專業(yè)技術(shù)中的偵察監(jiān)視技術(shù)、精確制導(dǎo)技術(shù)、信息對(duì)抗技術(shù)和指揮控制系統(tǒng)技術(shù),被稱為是推動(dòng)新軍革進(jìn)程的四大主導(dǎo)性技術(shù),它們?cè)谲婈?duì)信息化建設(shè)過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用,必須更加關(guān)注。
2 軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的重點(diǎn)課程及其主要內(nèi)容
考慮到軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的時(shí)間一般都不長(zhǎng)(大多數(shù)培訓(xùn)班不超過(guò)2個(gè)月),加之培訓(xùn)學(xué)員自身的專業(yè)和從事的工作性質(zhì)的限制,目前軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)不可能覆蓋太多的技術(shù)領(lǐng)域,應(yīng)該主要側(cè)重專用性專業(yè)技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí),因此需要圍繞專用性專業(yè)技術(shù)設(shè)置課程,尤其是上面所說(shuō)的偵察監(jiān)視技術(shù)、精確制導(dǎo)技術(shù)、信息對(duì)抗技術(shù)和指揮控制系統(tǒng)技術(shù),它們應(yīng)該被作為軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的重點(diǎn)課程,必須認(rèn)真設(shè)置其授課內(nèi)容。
2.1 偵察監(jiān)視技術(shù)課程
偵察監(jiān)視技術(shù)課程,首當(dāng)其沖的內(nèi)容就是在軍事應(yīng)用上最重要的探測(cè)設(shè)備——雷達(dá)。作為是軍事上最有效和使用最廣的一種探測(cè)技術(shù)——雷達(dá)技術(shù),在偵察監(jiān)視技術(shù)課程中應(yīng)先說(shuō)明雷達(dá)的基本組成和工作過(guò)程,分析雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的工作原理(包括測(cè)距、測(cè)向、測(cè)速和目標(biāo)識(shí)別的原理)。之后,介紹雷達(dá)的主要技術(shù)戰(zhàn)術(shù)性能參數(shù),在此基礎(chǔ)上說(shuō)明軍用雷達(dá)的主要類型及其特點(diǎn)和應(yīng)用,最后討論幾種現(xiàn)代體制雷達(dá)和主要應(yīng)用,如相控陣?yán)走_(dá)、超視距雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)、無(wú)源雷達(dá)和多基地雷達(dá)等。這一部分內(nèi)容較多,一般可作為一次課(2個(gè)學(xué)時(shí))。偵察監(jiān)視技術(shù)課程的第二部分也應(yīng)安排一次課(2個(gè)學(xué)時(shí))。這部分首先應(yīng)重點(diǎn)分析軍事上使用最多的另外一種探測(cè)技術(shù)——光電探測(cè)技術(shù),內(nèi)容主要應(yīng)包括光電探測(cè)的基本概念以及紅外探測(cè)技術(shù)和微光探測(cè)技術(shù)。為加深印象和形象直觀,這部分需要緊密結(jié)合紅外夜視儀、熱像儀和微光夜視儀展開(kāi)。這一課在介紹完光電探測(cè)技術(shù)后,還應(yīng)簡(jiǎn)單討論一下聲學(xué)探測(cè)技術(shù)的主要概念,重點(diǎn)圍繞水聲探測(cè)裝備進(jìn)行,內(nèi)容主要是現(xiàn)代聲納技術(shù);介紹聲納的組成與工作原理,說(shuō)明聲納的主要類型與特點(diǎn)和應(yīng)用。
2.2 精確制導(dǎo)技術(shù)課程
精確制導(dǎo)技術(shù)課程應(yīng)包括二大部分。第一部分為一次課(2個(gè)學(xué)時(shí)),內(nèi)容主要是精確制導(dǎo)與精確制導(dǎo)技術(shù)的基本概念、精確制導(dǎo)的特點(diǎn)和分類,重點(diǎn)探討基本的制導(dǎo)技術(shù)和原理,如慣性制導(dǎo)、雷達(dá)制導(dǎo)、紅外制導(dǎo)、激光制導(dǎo)、電視制導(dǎo)、衛(wèi)星制導(dǎo)、匹配制導(dǎo)和復(fù)合制導(dǎo)等技術(shù)和原理、特點(diǎn)和應(yīng)用,說(shuō)明精確制導(dǎo)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。精確制導(dǎo)技術(shù)課程的第二部分也是安排一次課(2個(gè)學(xué)時(shí)),主要介紹精確制導(dǎo)武器的基本概念,說(shuō)明精確制導(dǎo)武器的組成和特點(diǎn)、精確制導(dǎo)武器的分類和應(yīng)用。這部分應(yīng)該分別圍繞精確制導(dǎo)導(dǎo)彈和靈巧彈藥這兩種類型來(lái)分析精確制導(dǎo)武器的作戰(zhàn)效能和對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的影響,說(shuō)明目前世界上一些典型的精確制導(dǎo)武器裝備及其特點(diǎn)和應(yīng)用。其中,對(duì)精確制導(dǎo)導(dǎo)彈重點(diǎn)討論彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈及其主要類型和應(yīng)用,而對(duì)靈巧彈藥重點(diǎn)分析紅外制導(dǎo)、激光制導(dǎo)、電視制導(dǎo)、非激光(如慣性/衛(wèi)星)制導(dǎo)炸彈和炮彈及其特點(diǎn)和應(yīng)用。作為擴(kuò)展內(nèi)容,第二部分最后還可簡(jiǎn)要介紹一下地空導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈、空地導(dǎo)彈、反艦導(dǎo)彈、反潛導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈、反輻射導(dǎo)彈等的基本概念和應(yīng)用,并說(shuō)明精確制導(dǎo)武器的發(fā)展趨勢(shì)。
2.3 信息對(duì)抗技術(shù)課程
從大的方面看,目前信息對(duì)抗技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)主要是電子對(duì)抗技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗技術(shù),因此信息對(duì)抗技術(shù)課程應(yīng)該含有這兩部分內(nèi)容,分別對(duì)應(yīng)一次課(2個(gè)學(xué)時(shí))。第一部分重點(diǎn)是電子對(duì)抗技術(shù),課程內(nèi)容應(yīng)該主要有:信息對(duì)抗的基本概念,包括信息對(duì)抗概念的形成、信息對(duì)抗的定義和特征、信息對(duì)抗的基本技術(shù);電子對(duì)抗的基本概念和基本內(nèi)容,電子對(duì)抗分類和應(yīng)用,電磁環(huán)境及其主要特點(diǎn);電子對(duì)抗基本原理和技術(shù)手段,這里應(yīng)主要圍繞雷達(dá)對(duì)抗與反對(duì)抗、通信對(duì)抗與反對(duì)抗兩部分展開(kāi);電子對(duì)抗裝備,包括電子對(duì)抗偵察裝備、電子進(jìn)攻裝備、電子防御裝備。第二部分重點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗技術(shù),課程內(nèi)容主要有:網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗基本概念,包括網(wǎng)絡(luò)信息安全、網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗的定義和特征;網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗基本原理,主要有網(wǎng)絡(luò)攻擊和網(wǎng)絡(luò)防御關(guān)鍵技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)攻擊和網(wǎng)絡(luò)防御的主要環(huán)節(jié);網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗應(yīng)用舉例,主要以目前使用較多的“分布式拒絕服務(wù)”攻擊、“擺渡”攻擊和“震網(wǎng)”蠕蟲(chóng)攻擊為例進(jìn)行分析。在第二部分最后,還應(yīng)簡(jiǎn)要介紹信息對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
2.4 指揮控制系統(tǒng)技術(shù)課程
指揮控制系統(tǒng)技術(shù)課程一般可設(shè)置一次課(2個(gè)學(xué)時(shí))。課程內(nèi)容主要有指揮信息系統(tǒng)基本概念、指揮控制系統(tǒng)技術(shù)和原理、指揮控制系統(tǒng)建設(shè)和發(fā)展三部分。指揮信息系統(tǒng)基本概念部分應(yīng)包括軍事信息系統(tǒng)組成和各部分功能,軍事信息系統(tǒng)與指揮信息系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)之間的關(guān)系,指揮控制系統(tǒng)的定義和使用要求,指揮控制系統(tǒng)的作用和地位。指揮控制系統(tǒng)技術(shù)與原理部分應(yīng)重點(diǎn)分析和說(shuō)明指揮控制系統(tǒng)的要素和存在空間,指揮控制系統(tǒng)的構(gòu)成和功能,指揮控制系統(tǒng)原理和工作過(guò)程,對(duì)指揮控制系統(tǒng)的要求,指揮控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。指揮控制系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展部分主要以美軍為例,重點(diǎn)說(shuō)明指揮控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程和特點(diǎn),指揮控制系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀和需求,指揮控制系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
3 結(jié)束語(yǔ)
我軍軍隊(duì)信息化建設(shè)涉及眾多技術(shù)領(lǐng)域,目前軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)由于時(shí)間短和學(xué)員自身專業(yè)的限制,所開(kāi)設(shè)的課程不可能涉及太多的技術(shù)領(lǐng)域,必須有所側(cè)重,主要應(yīng)從涉及軍隊(duì)信息化建設(shè)的專業(yè)性專業(yè)技術(shù)中進(jìn)行選擇,設(shè)置好重點(diǎn)課程并確定其課程內(nèi)容,特別是偵察監(jiān)視技術(shù)、精確制導(dǎo)技術(shù)、信息對(duì)抗技術(shù)和指揮控制系統(tǒng)技術(shù)這四門(mén)課程,因?yàn)檫@四種技術(shù)是推動(dòng)新軍革進(jìn)程的四大主導(dǎo)性技術(shù),在軍隊(duì)信息化建設(shè)中的作用和地位非常重要。只有確定好重點(diǎn)課程及其主要內(nèi)容,才能圍繞這些重點(diǎn)課程構(gòu)建好軍隊(duì)信息化建設(shè)培訓(xùn)的課程體系,加強(qiáng)培訓(xùn)的針對(duì)性,使培訓(xùn)能取得更好的成效,為軍隊(duì)信息化建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。
注釋
關(guān)于轉(zhuǎn)基因的論戰(zhàn)可謂多矣,最核心的話題是轉(zhuǎn)基因食品到底安全不安全。正方說(shuō),從科學(xué)的角度,轉(zhuǎn)基因食品是安全的,應(yīng)該推廣,反對(duì)者不懂科學(xué);反方說(shuō),科學(xué)界對(duì)安全性還沒(méi)有共識(shí),所以要慎重,支持者是搞科學(xué)主義。還有人更直接地說(shuō)轉(zhuǎn)基因有毒害,應(yīng)該禁絕。
這樣的爭(zhēng)論看似有效,實(shí)則胡鬧,因?yàn)榘鸦靖拍罱o混淆了。什么是科學(xué)?簡(jiǎn)單地說(shuō),科學(xué)就是對(duì)客觀規(guī)律的揭示。規(guī)律隱藏在現(xiàn)象的背后,現(xiàn)象每個(gè)人都看得到,但規(guī)律不是誰(shuí)都懂得的??茖W(xué)家是了不起的,因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了規(guī)律。誰(shuí)的孩子像誰(shuí),這是誰(shuí)都知道的,但什么規(guī)律在支配著這一現(xiàn)象呢?基因科學(xué)發(fā)展起來(lái)了,我們才明白,是由基因遺傳決定的。
“反科學(xué)”的說(shuō)法是不成立的。對(duì)于科學(xué),只有懂得和不懂得的區(qū)別,沒(méi)有支持和反對(duì)的區(qū)別,客觀規(guī)律不會(huì)給人的主觀偏好留出空間。把“反科學(xué)”當(dāng)成個(gè)大帽子的人,做的事情必定跟科學(xué)無(wú)關(guān),因此才會(huì)拿一個(gè)虛妄的東西來(lái)掩蓋真實(shí)的動(dòng)機(jī)。如果真的有人“反對(duì)”既有的科學(xué)認(rèn)識(shí),那么他只可能是有了新發(fā)現(xiàn)的科學(xué)家,這樣的“反對(duì)”會(huì)推進(jìn)科學(xué)的發(fā)展。
認(rèn)識(shí)了客觀規(guī)律,就可以利用規(guī)律去改造客觀世界,創(chuàng)造性地解決需要解決的問(wèn)題。這方面的知識(shí)或者技能,屬于技術(shù)的范疇。比如,有了基因科學(xué),就知道滴血認(rèn)親是不靠譜的,是不是有血緣關(guān)系可以通過(guò)DNA鑒定這項(xiàng)技術(shù)來(lái)確定。
轉(zhuǎn)基因是基于基因科學(xué)發(fā)展起來(lái)的,是一項(xiàng)技術(shù),不是科學(xué)。對(duì)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,人們就可以表達(dá)支持或者反對(duì)了,因?yàn)檫@屬于主觀世界的一部分。把反對(duì)轉(zhuǎn)基因說(shuō)成“反科學(xué)”,屬于“滿嘴跑火車”的行為。實(shí)驗(yàn)室里也可以弄出轉(zhuǎn)基因人來(lái),但是否能這么做呢?這事決不可以由科學(xué)家說(shuō)了算。 轉(zhuǎn)基因是基于基因科學(xué)發(fā)展起來(lái)的,是一項(xiàng)技術(shù),不是科學(xué)。對(duì)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,人們就可以表達(dá)支持或者反對(duì)了,因?yàn)檫@屬于主觀世界的一部分。
通過(guò)技術(shù),人們可以制造產(chǎn)品。轉(zhuǎn)基因的玉米、大豆、西紅柿等等,都是產(chǎn)品。產(chǎn)品的命運(yùn)由市場(chǎng)決定,是否接受一個(gè)產(chǎn)品,或者在多種產(chǎn)品中如何選擇,完全是作為消費(fèi)者的個(gè)人的自主決斷。任何因素都可能成為影響個(gè)人消費(fèi)傾向的因素,包括對(duì)產(chǎn)品代言人的態(tài)度,廠商要選擇公眾形象好的明星當(dāng)代言人,就是這個(gè)道理。
不能不佩服方舟子的議題設(shè)定能力,他把是否應(yīng)該接受和推廣轉(zhuǎn)基因食品成功地轉(zhuǎn)化成了一個(gè)“科學(xué)”議題。然而,在對(duì)科學(xué)、技術(shù)與產(chǎn)品這幾個(gè)基本概念進(jìn)行了簡(jiǎn)單清理之后,就會(huì)發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因問(wèn)題上跟著方舟子的指揮棒在科學(xué)的層面糾纏,是十分不智的。
關(guān)鍵詞:電子工程 EDA技術(shù)
1、EDA技術(shù)概念及現(xiàn)狀介紹
EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic Design Automation)的縮寫(xiě),在20世紀(jì)90年代初從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)和計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)的概念發(fā)展而來(lái)的。EDA技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具,設(shè)計(jì)者在EDA軟件平臺(tái)上,用硬件描述語(yǔ)言HDL完成設(shè)計(jì)文件,然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、微電子技術(shù)、電路理論、信息分析與信號(hào)處理的結(jié)晶。
現(xiàn)在對(duì)EDA的概念或范疇用得很寬。包括在機(jī)械、通信、電子、航空航天、礦產(chǎn)、化工、醫(yī)學(xué)、生物、軍事等各個(gè)領(lǐng)域,都有EDA的應(yīng)用。EDA在教學(xué)、科研、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造等各方面發(fā)揮著重要的作用。在教學(xué)方面,現(xiàn)在幾乎所有理工科類的高校都有開(kāi)設(shè)了EDA課程。主要是讓學(xué)生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語(yǔ)言編寫(xiě)規(guī)范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用EDA工具進(jìn)行電子電路課程的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并從事簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一般學(xué)習(xí)電路仿真工具(如multiSIM、PSPICE)和PLD開(kāi)發(fā)工具(如Altera/Xilinx的器件結(jié)構(gòu)及開(kāi)發(fā)系統(tǒng))。科研方面主要利用電路仿真工具(multiSIM或PSPICE)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與仿真;利用虛擬儀器進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試;將CPLD/FPGA器件實(shí)際應(yīng)用到儀器設(shè)備中;從事PCB設(shè)計(jì)和ASIC設(shè)計(jì)等。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造方面,包括計(jì)算機(jī)仿真,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的EDA工具應(yīng)用、系統(tǒng)級(jí)模擬及測(cè)試環(huán)境的仿真,生產(chǎn)流水線的EDA技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)。EDA軟件的功能日益強(qiáng)大,原來(lái)功能比較單一的軟件,現(xiàn)在增加了很多新用途。如AutoCAD軟件可用于機(jī)械及建筑設(shè)計(jì),也擴(kuò)展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機(jī)的模型、電影特技等領(lǐng)域。
2、EDA技術(shù)的特點(diǎn)
EDA技術(shù)之所成為今天電子信息工程中的重要技術(shù),具有“自頂向下(Top―Down)”的設(shè)計(jì)程序,這就確保設(shè)計(jì)方案整體的合理化;由于EDA采用高級(jí)語(yǔ)言描述,有語(yǔ)言公開(kāi)可利用、描述范圍廣、可以系統(tǒng)編程和現(xiàn)場(chǎng)編程等特點(diǎn);自動(dòng)化程度高所以可以進(jìn)行各級(jí)的仿真、糾錯(cuò)和調(diào)試工作。這些特點(diǎn)促使EDA技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。
3、EDA技術(shù)的作用
EDA技術(shù)中的溫度分析和統(tǒng)計(jì)分析功能可以分析各種溫度條件下的電路特性,便于確定最佳元件參數(shù)、最佳電路結(jié)構(gòu)以及適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)穩(wěn)定裕度,真正做到電路特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
由于受到測(cè)試手段和儀器精度限制,測(cè)試的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題,DEA技術(shù)方便得全功能測(cè)試解決了數(shù)據(jù)測(cè)試和特性分析的問(wèn)題。
4、EDA常用軟件
EDA軟件發(fā)展很快,目前被我國(guó)廣泛應(yīng)用的有:multiSIM7(原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、MicroSim等等。下面簡(jiǎn)單介紹一下PCB設(shè)計(jì)軟件、IC設(shè)計(jì)軟件、PLD設(shè)計(jì)工具及其它EDA軟件。
4.1 PCB設(shè)計(jì)軟件
PCB(Printed-Circuit Board)設(shè)計(jì)軟件更是種類繁多,如Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、MentorGraphices的Expedition PCB、Zuken CadStart、Winboard/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO、PCBWizard(與LiveWire配套的PCB制作軟件包)、ultiBOARD7(與multiSIM2001配套的PCB制作軟件包)等等。
4.2 IC設(shè)計(jì)軟件
IC設(shè)計(jì)工具也很多,ASIC設(shè)計(jì)領(lǐng)域有名的軟件供應(yīng)商主要有Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。中國(guó)華大公司也提供ASIC設(shè)計(jì)軟件(熊貓2000)。
4.3 PLD設(shè)計(jì)工具
關(guān)鍵詞:電子工程 EDA技術(shù)
1、EDA技術(shù)概念及現(xiàn)狀介紹
EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic Design Automation)的縮寫(xiě),在20世紀(jì)90年代初從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)和計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)的概念發(fā)展而來(lái)的。EDA技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具,設(shè)計(jì)者在EDA軟件平臺(tái)上,用硬件描述語(yǔ)言HDL完成設(shè)計(jì)文件,然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、微電子技術(shù)、電路理論、信息分析與信號(hào)處理的結(jié)晶。
現(xiàn)在對(duì)EDA的概念或范疇用得很寬。包括在機(jī)械、通信、電子、航空航天、礦產(chǎn)、化工、醫(yī)學(xué)、生物、軍事等各個(gè)領(lǐng)域,都有EDA的應(yīng)用。EDA在教學(xué)、科研、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造等各方面發(fā)揮著重要的作用。在教學(xué)方面,現(xiàn)在幾乎所有理工科類的高校都有開(kāi)設(shè)了EDA課程。主要是讓學(xué)生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語(yǔ)言編寫(xiě)規(guī)范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用EDA工具進(jìn)行電子電路課程的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并從事簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。一般學(xué)習(xí)電路仿真工具(如multiSIM、PSPICE)和PLD開(kāi)發(fā)工具(如Altera/Xilinx的器件結(jié)構(gòu)及開(kāi)發(fā)系統(tǒng))??蒲蟹矫嬷饕秒娐贩抡婀ぞ撸╩ultiSIM或PSPICE)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與仿真;利用虛擬儀器進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試;將CPLD/FPGA器件實(shí)際應(yīng)用到儀器設(shè)備中;從事PCB設(shè)計(jì)和ASIC設(shè)計(jì)等。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造方面,包括計(jì)算機(jī)仿真,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的EDA工具應(yīng)用、系統(tǒng)級(jí)模擬及測(cè)試環(huán)境的仿真,生產(chǎn)流水線的EDA技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)品測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)。EDA軟件的功能日益強(qiáng)大,原來(lái)功能比較單一的軟件,現(xiàn)在增加了很多新用途。如AutoCAD軟件可用于機(jī)械及建筑設(shè)計(jì),也擴(kuò)展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機(jī)的模型、電影特技等領(lǐng)域。
2、EDA技術(shù)的特點(diǎn)
EDA技術(shù)之所成為今天電子信息工程中的重要技術(shù),具有“自頂向下(Top—Down)”的設(shè)計(jì)程序,這就確保設(shè)計(jì)方案整體的合理化;由于EDA采用高級(jí)語(yǔ)言描述,有語(yǔ)言公開(kāi)可利用、描述范圍廣、可以系統(tǒng)編程和現(xiàn)場(chǎng)編程等特點(diǎn);自動(dòng)化程度高所以可以進(jìn)行各級(jí)的仿真、糾錯(cuò)和調(diào)試工作。這些特點(diǎn)促使EDA技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。
3、EDA技術(shù)的作用
EDA技術(shù)中的溫度分析和統(tǒng)計(jì)分析功能可以分析各種溫度條件下的電路特性,便于確定最佳元件參數(shù)、最佳電路結(jié)構(gòu)以及適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)穩(wěn)定裕度,真正做到電路特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
由于受到測(cè)試手段和儀器精度限制,測(cè)試的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題,DEA技術(shù)方便得全功能測(cè)試解決了數(shù)據(jù)測(cè)試和特性分析的問(wèn)題。
4、EDA常用軟件
EDA軟件發(fā)展很快,目前被我國(guó)廣泛應(yīng)用的有:multiSIM7(原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、MicroSim等等。下面簡(jiǎn)單介紹一下PCB設(shè)計(jì)軟件、IC設(shè)計(jì)軟件、PLD設(shè)計(jì)工具及其它EDA軟件。
4.1 PCB設(shè)計(jì)軟件
PCB(Printed-Circuit Board)設(shè)計(jì)軟件更是種類繁多,如Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、Cadence PSD、MentorGraphices的Expedition PCB、Zuken CadStart、Winboard/Windraft/Ivex-SPICE、PCB Studio、TANGO、PCBWizard(與LiveWire配套的PCB制作軟件包)、ultiBOARD7(與multiSIM2001配套的PCB制作軟件包)等等。
4.2 IC設(shè)計(jì)軟件
IC設(shè)計(jì)工具也很多,ASIC設(shè)計(jì)領(lǐng)域有名的軟件供應(yīng)商主要有Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。中國(guó)華大公司也提供ASIC設(shè)計(jì)軟件(熊貓2000)。
4.3 PLD設(shè)計(jì)工具
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;基本概念;核心技術(shù);發(fā)展進(jìn)程;發(fā)展方向
中圖分類號(hào):TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透,導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段?!皺C(jī)電一體化”意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。這一名稱已得到包括我國(guó)在內(nèi)的世界各國(guó)的承認(rèn),我國(guó)的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù),是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速,機(jī)電一體化產(chǎn)品更日新月異。
一、機(jī)電一體化技術(shù)基本概念
機(jī)電一體化技術(shù)是在微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展,向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透,機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上,綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),從系統(tǒng)理論出發(fā),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo),以智力、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ),對(duì)各組成要素及其間的信息處理,接口耦合,運(yùn)動(dòng)傳遞,物質(zhì)運(yùn)動(dòng),能量變換進(jìn)行研究,使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成,并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下,形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng),在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。
二、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
1、機(jī)械技術(shù):是機(jī)電一體化的基礎(chǔ),機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng),利用其高、新技術(shù)來(lái)更新概念,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù):其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。
3、系統(tǒng)技術(shù):即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù),從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā),將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元,接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面,是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
4、自動(dòng)控制技術(shù):其范圍很廣,在控制理論指導(dǎo)下,進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
5、傳感檢測(cè)技術(shù):是系統(tǒng)的感受器官,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng),系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程
1、數(shù)控機(jī)床問(wèn)世:自從1952年美國(guó)第1臺(tái)數(shù)控銑床問(wèn)世至今已50個(gè)年頭。我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過(guò)高速發(fā)展階段,尤其是在1999年后,國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門(mén)投入大量技改資金,使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。
2、微電子技術(shù)的發(fā)展:我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年,經(jīng)過(guò)30多年發(fā)展,已初步形成包括設(shè)計(jì)、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3、激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn):以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就,成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科,對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技和國(guó)防都具有重要的戰(zhàn)略意義。
四、機(jī)電一體化的發(fā)展方向
20世紀(jì)90年代后期,各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支;另一方面,對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法,機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí),由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步,為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地,也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有:
1、智能化:是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。
2、網(wǎng)絡(luò)化:20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷全球。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3、自動(dòng)化:所謂自動(dòng)化技術(shù),是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來(lái)代替人去完成各種測(cè)試、分析、判斷和控制工作,以現(xiàn)實(shí)預(yù)期的目標(biāo)、功能。一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常由多個(gè)環(huán)節(jié)要素組成,以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能,最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行目標(biāo)。
4、綠色化:機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指,使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,報(bào)廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。