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序論:在您撰寫制造技術的基本概念時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
摘要:隨著社會經濟不斷發展,我國機械設計制造行業發展迅速,相應提高了對于機械設計制造技術的實際要求。工業設計具體是指人們根據某一目標,而進行的創造性設計,其本質是對美學、工學等學科知識的綜合性運用。發展工業設計,對于企業核心市場競爭力的提高具有重要意x。筆者從工業設計和機械設計制造技術基本特點入手,就機械設計制造技術的未來發展趨勢進行了探討,以供相關單位及人員參考。
關鍵詞:工業設計;機械設計制造技術;應用探討
工業設計是一種在工業革命之后受到廣泛重視的綜合性學科,主要分為傳統工業設計和現代工業設計兩類。美學和工學是工業設計的重要實施基礎,體現了工業設計的基本特征和要求。近幾年,我國機械設計制造行業發展迅速,傳統模式下的機械設計制造技術,無法再滿足現代行業的實際發展需求,繼續對其進行創新和優化調整就顯得至關重要。本文從工業設計和機械設計制造技術有關基本特點入手,就現代機械設計制造技術的未來發展趨勢,進行了探討,具體內容如下。
一、工業設計基本概念及特點分析
(一)工業設計基本概念分析
工業設計具體是指人們為達到某一理想目標,而進行的創新性設計,涉及多個學科知識的設計應用,其中工學和美學是其重要的實施基礎。自第一次工業革命之后,工業設計收到了越來越廣泛的重視和應用,并逐漸發展出傳統工業設計和現代工業設計兩個類別。
傳統工業設計側重于產品設計,主要追求人與物品間的良好匹配效果。現代工業設計相關理念,是在傳統工業設計理念基礎上,融合現代工業發展需求提出的全新理念,其包含設計構思到方案完成的全部過程,同時包含使用工程手段進行設計表達,并達到相應的設計目的的所有工作,具體表現就是現代設計制造及相關服務的設計過程。
(二)工業設計基本特點分析
1、知識綜合性特點分析
通常情況下,人們習慣將工業設計片面地理解為外形設計,同時習慣將其與“嘈雜的環境、冰冷的機器、機械化的勞動以及油污”等概念聯系到一起。但通過其基本概念分析可知,工業設計不僅包含工業產品設計相關內容,其也是促進“人-機器-環境”三者和諧發展的重要手段,涉及多種學科理論的實踐應用,具有鮮明的知識綜合性特征。
2、實踐性和應用性征分析
工業設計是為了實現或達到人們某一期望或目的而存在的學科,其根本目的在于通過不斷的設計和創造,改變人們的生活環境和品質,優化人們的生活方式,從而創建出更加個性、自然、便捷的生活,故而其具有突出的實踐性和應用性特征。
3、時代性特征
隨著科學技術的發展和時代的變化,工業設計體現出的基本要求也會隨之變化。目前,工業設計以“綠色節能、健康環?!弊鳛榛驹O計要求。
二、現階段機械設計制造技術發展動態分析
對于機械工程來說,制造技術和機械設計是其重要組成部分,直接決定機械的綜合性能和質量。信息時代背景下,現代信息技術尤其是計算機技術得到了越來越廣泛的重視和應用,機械設計制造方法也因此得到了有效的創新和發展。包括借助相關計算機應用程序和數學規劃理論,確定最優化方案,或者通過結構離散化,使相互連接且分析容易的單元節點,進行綜合求解的設計方法,都是現代計算機在機械設計制造領域的創新應用成果。
三、機械設計指導技術與工業設計的關系及發展趨勢分析
(一)工業設計領域中機械設計制造技術的重要作用分析
工業設計具有鮮明的知識綜合性特征,其兼顧藝術領域和科學領域兩方面的技術知識應用。其中,科學技術占據重要的核心地位,是工業設計實施的先決條件,所有產品的設計和生產都需要滿足科學技術的實際要求,如設計違背客觀的科學規律,就說明其缺乏科學性且無法實現。因此,機械設計制造技術在工業設計領域占據重要地位,相關設計人員必須在充分掌握機械工程有關基礎理論的基礎上進行工業設計,以確保工業設計的科學性和合理性,避免功能、外觀等設計與力學、結構等客觀規律相違背,從而提高工業設計的整體設計水平。此外,設計師應充分發揮自身工業設計專業優勢,通過結構、外形、色彩的優化設計手段,提高用戶的產品滿意度。
(二)機械設計制造技術領域中工業設計的重要作用分析
就機械設計制造技術而言,工業設計的重要作用,主要表現于人機工程方面。“以人為本”圍繞人的本質需求進行產品設計,是人機工程學的核心理念。這種環境背景下,所有的設計理念都需要從人的本質需求中獲得,并對收集到的信息進行綜合分析,完成設計的基本判斷。除傳統的“人、機器、環境”三要素外,人機工程學額外引入了使用者和消費者的理念,使人和產品聯系成為一個完整的系統,進行共同的深入討論。隨著社會經濟不斷發展,人機工程學受到了越來越廣泛的重視和關注,是現代機械設計制造不可或缺的關鍵性因素。
(三)二者的結合應用趨勢分析
無論是工業設計,或是機械設計制造技術,都有其獨特的特點,加強二者間的結合應用,可實現二者特點間的有效融合,進而產生更多的經濟效益,促進企業良性的可持續性發展。對于當前的企業而言,應在“綠色節能、健康環保”的基本要求基礎上,積極促進工業設計和機械制造技術的兩盒應用,探索二者間有效的融合渠道和方式,同時加強企業內部的人才培養,進而為企業的未來發展,奠定扎實的基礎。
結語:
綜上所述,工業設計是一種以工學和美學作為實施基礎的綜合性學科,在機械設計制造技術有著極為重要的應用。加強二者間的結合應用,可進一步發揮二者各自的優勢特征,提高企業核心競爭和經濟效益,實現企業良性的可持續發展。
參考文獻:
[1]段巍迪.試論工業設計與機械設計制造技術的相關運用[J].科技與創新,2016(11).
[2]陳宗濤,熊巍,吳昊等.淺談工業設計及機械設計制造技術的應用[J].科教導刊,2014(02).
[3]陳永勝.工業設計及機械設計制造技術的應用[J].企業技術開發(下半月),2015(03).
關鍵詞:制造業 模具制造 綠色制造技術 可持續發展
制造業一向是社會經濟快速發展的重要支柱,同時也是造成資源浪費最多和對生態環境污染程度最大的行業。面對全球資源日漸匱乏和環境問題的逐漸嚴峻,如何最大程度的減少制造業的資源浪費和降低制造業對環境帶來的危害,成了迫在眉睫的問題。而模具是制造業中最重要的生產工具,是工業生產中最基本的裝備。模具制造水平的高低,制約著一個國家整體制造業的水平。在這種情況下,“綠色模具”制造應運而生。
一、模具綠色制造的基本概念和特點
綠色制造技術是指將節能、低碳、環保、可回收、可循環等有機的結合在一起,依托高科技實現制造業的高質量、低成本、少污染、高利潤。綠色制造技術既能推動企業的發展,又能保護自然資源和環境。模具綠色制造是指在模具制造的每一個環節上,都要把對環境的影響和對資源的利用考慮進去,實現環境污染最小化和資源利用最大化。
傳統的模具制造只考慮模具的質量、成本、功能、壽命等,基本不考慮模具對環境造成的影響。一些模具的材料中甚至含有有毒物質,嚴重污染環境。而且傳統的模具在使用結束后就變成了一堆廢鐵,回收率低,嚴重浪費了資源。與傳統的模具制造相比,模具綠色制造具有以下特點:
模具綠色制造由“模具制造的全部過程”、“對環境的影響”、“資源優化”三個問題組成,這三個問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效益和經濟效益。綠色技術的采用有助于減少資源浪費,降低制造成本、減少環境污染,改善工作環境,有利于企業的可持續發展。
二、模具綠色制造的內容與流程
(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品,對最后成型的模具影響深刻。考慮到對環境的污染問題,模具的材料要選擇有害物質含量低的材料,以保證在加工過程中不會產生大量的有害物質??紤]到對資源的節約問題,模具材料要選擇成本低、可回收的材料,或者選擇可以重復使用、可以降解的材料。
(2)進行綠色模具設計
在設計模具的綠色制造時,首先要考慮模具的使用年限,壽命越長,相對成本越低,越節約制造資源。可以采用一模多形、一形多用、拼裝等技術改進模具的結構,延長模具的使用壽命。其次,在綠色模具設計中要注重模具的標準化、系列化和規范化,可以提高模具的專業性,提高模具的質量,縮短制造周期,降低成本,也能促進模具的多次重復使用。
(3)采用綠色制造技術加工模具
在綠色制造技術方面,可以采用模具CAM/APP/CAD一體化。CAD技術能夠節約設計圖紙,并且可以對產品的剛度、強度、抗沖擊度進行分析。模具的包裝材料也應當采用綠色包裝材料,選擇無毒無公害的材料或者可以降解的材料?;蛘邔δ>哌M行從簡包裝,節省包裝材料。
(4)綠色模具的維護和回收
由于模具的使用比較頻繁,要對模具進行定期的維護。在維護中,要盡量減少使用具有腐蝕性的溶液,減少對模具的熱處理,延長模具的使用壽命。當模具要徹底廢棄時,要對模具展開合理有效的回收再利用,將可以使用的零件拆下來清洗以備重復使用,將可循環的材料進行再加工,將模具綠色制造納入良性循環的軌道。
三、模具綠色制造技術的應用與發展
(1)高速干切削技術
將高速切削技術與干切削技術相結合,提取兩者的優點,就形成了新興的高速干切削技術。高速干切削技術彌補了高速切削技術和干切削技術的不足,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限制了切削液的使用,消除了切削液對環境帶來的污染,符合綠色制造技術的要求。如果在模具綠色制造中使用高速干切削技術,有利于提高模具的制造效率,改善模具質量,降低傳統的電火花技術對環境的污染。
(2)凈成形技術
焊接、塑性、鍛造等加工技術都可以進行成形制造。目前我國的成形制造正在向凈成形方向發展。凈成形是指在加工過程中,直接將材料制成工件形狀。凈成形技術加工的工件可以直接應用于產品,減少了原材料的浪費,降低了能源的消耗。在模具綠色制造中采用凈成形技術也是未來發展的一個趨勢。
(3)工藝模擬技術
在模具的熱加工過程中,可以使用工藝模擬技術。工藝模擬技術主要用模擬的方式來確定最佳參數,包括物理模擬、數學模擬和專家系統合成。工藝模擬可以優化制造方案,預測加工缺陷,防止加工意外,控制工件的質量。一般的模擬軟件可以在用戶輸入模具的基本幾何參數之后,自動計算制造模具所需要的各個物理量,并將這些物理量反饋給用戶。用戶不再需要進行大量的試驗來確定這些參數,只需要在模擬結果的基礎上進行微調即可。毫無疑問,工藝模擬技術節約了材料、節省了設計者的時間、降低了模具制造成本。
四、總結
面對全球資源日漸匱乏和環境問題的逐漸嚴峻,綠色制造技術成為了制造業的主要發展方向。綠色制造技術能夠提升經濟效益、降低生產成本、縮短制造周期、減少環境污染、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,通過與傳統模具制造技術相比較總結了模具綠色制造技術的特點。其次,詳細介紹了模具綠色制造的內容與流程,包括對材料的選擇、對模具的設計、加工以及維護、回收等。最后,分析了高速干切削技術、凈成形技術、工藝模擬技術等模具綠色制造技術的應用與發展。
總之,在我國經濟高速發展的時期,發展綠色制造技術,是社會發展必然的選擇。筆者相信,模具綠色制造技術的應用與發展也必將為我國經濟發展做出貢獻。
參考文獻:
[1]劉靖.淺談綠色制造技術在模具制造中的應用[A].天津市電視技術研究會.天津市電視技術研究會2013年年會論文集[C].天津市電視技術研究會,2013:4.
[2]呂瑩.綠色制造技術在模具中的應用分析[J].科技致富向導,2013,08:176.
關鍵詞 軍隊信息化建設 軍事高科技 專用性技術
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
在我軍大力推進軍隊信息化建設的今天,軍隊院校所開展的軍隊信息化建設培訓非常重要,有利于在強化參訓學員的思想觀念和提升其認識的同時,使他們能比較全面、系統和深入地學習了解信息化和高科技武器裝備知識,澄清模糊概念,更好地把握建設重點和方向,在軍隊信息化建設過程中發揮更大的作用。然而,要達到這一目的,軍隊信息化建設培訓應該開設哪些課程卻需要認真加以研究,尤其是對建設起關鍵作用的重點(主干)課程。只有確定了重點課程,才能圍繞重點課程合理地構建培訓課程體系,進而增強培訓效果,滿足軍隊信息化建設的發展需要。
總體來看,當前我軍軍隊信息化建設培訓的內容很多,但其中最為關鍵的應該是起直接作用的包括信息技術在內的眾多的技術領域。顯然,由于培訓時間短和學員自身專業的限制,軍隊信息化建設培訓的課程難以覆蓋太多的技術領域,所以應該綜合考慮和有所側重,首先從中選擇最為關鍵的技術領域設置好重點課程和內容,然后圍繞這些重點課程來構建培訓的課程體系,以使培訓能在有限的時間內獲得最好的效果。為此,必須弄清軍隊信息化建設培訓主要應關注的專業領域,以此來確定培訓的重點課程并合理地設置課程內容。
1 軍隊信息化建設關注的主要技術領域
當前,我軍軍隊信息化建設的重點應該主要是軍事信息系統與信息化武器裝備兩大部分。從構成來看,這兩部分主要涉及與計算機、網絡、信息傳輸與處理、傳感、自動化、仿真、微電子、控制、驅動、能源、制造、材料、管理以及通信、偵察、探測、隱身、導航、制導、生化、氣象、水文、環境、空中空間、信息安全、信息對抗、信息保障等眾多技術領域。所以,目前軍隊信息化建設應該涉及這些技術領域以及與它們密切相關的一些技術領域。
雖然軍隊信息化建設涉及的專業技術眾多,但從應用范圍和特點出發,可將這些技術大致劃分為兩個層次或兩種類型的技術。①②一種是支撐軍事信息系統建設和信息化武器裝備發展的通用性基礎技術,主要包括計算機技術、網絡技術、控制技術、微電子技術、光電子技術、能源與動力技術、新材料技術、先進制造技術、納米技術和生物技術等。另一種是直接用于軍事信息系統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技術,主要包括通信技術、偵察監視技術、導航技術、精確制導技術、航空航天技術、海洋技術、預警與反導技術、指揮控制技術、信息對抗技術、武器毀傷技術、偽裝與隱身技術、核生化武器技術、新概念武器技術、信息融合技術、軍用仿真技術和綜合保障技術等。專業性專業技術也就是我們通常所說的軍事高技術(軍事高科技)。
無論是通用性基礎技術還是專用性專業技術,其絕大部分或大部分都屬于信息技術或與信息技術密切相關的技術領域,起作用和地位十分重要。尤其是專用性專業技術中的偵察監視技術、精確制導技術、信息對抗技術和指揮控制系統技術,被稱為是推動新軍革進程的四大主導性技術,它們在軍隊信息化建設過程中起著關鍵的作用,必須更加關注。
2 軍隊信息化建設培訓的重點課程及其主要內容
考慮到軍隊信息化建設培訓的時間一般都不長(大多數培訓班不超過2個月),加之培訓學員自身的專業和從事的工作性質的限制,目前軍隊信息化建設培訓不可能覆蓋太多的技術領域,應該主要側重專用性專業技術知識的學習,因此需要圍繞專用性專業技術設置課程,尤其是上面所說的偵察監視技術、精確制導技術、信息對抗技術和指揮控制系統技術,它們應該被作為軍隊信息化建設培訓的重點課程,必須認真設置其授課內容。
2.1 偵察監視技術課程
偵察監視技術課程,首當其沖的內容就是在軍事應用上最重要的探測設備——雷達。作為是軍事上最有效和使用最廣的一種探測技術——雷達技術,在偵察監視技術課程中應先說明雷達的基本組成和工作過程,分析雷達探測目標的工作原理(包括測距、測向、測速和目標識別的原理)。之后,介紹雷達的主要技術戰術性能參數,在此基礎上說明軍用雷達的主要類型及其特點和應用,最后討論幾種現代體制雷達和主要應用,如相控陣雷達、超視距雷達、合成孔徑雷達、無源雷達和多基地雷達等。這一部分內容較多,一般可作為一次課(2個學時)。偵察監視技術課程的第二部分也應安排一次課(2個學時)。這部分首先應重點分析軍事上使用最多的另外一種探測技術——光電探測技術,內容主要應包括光電探測的基本概念以及紅外探測技術和微光探測技術。為加深印象和形象直觀,這部分需要緊密結合紅外夜視儀、熱像儀和微光夜視儀展開。這一課在介紹完光電探測技術后,還應簡單討論一下聲學探測技術的主要概念,重點圍繞水聲探測裝備進行,內容主要是現代聲納技術;介紹聲納的組成與工作原理,說明聲納的主要類型與特點和應用。
2.2 精確制導技術課程
精確制導技術課程應包括二大部分。第一部分為一次課(2個學時),內容主要是精確制導與精確制導技術的基本概念、精確制導的特點和分類,重點探討基本的制導技術和原理,如慣性制導、雷達制導、紅外制導、激光制導、電視制導、衛星制導、匹配制導和復合制導等技術和原理、特點和應用,說明精確制導技術的現狀和發展趨勢。精確制導技術課程的第二部分也是安排一次課(2個學時),主要介紹精確制導武器的基本概念,說明精確制導武器的組成和特點、精確制導武器的分類和應用。這部分應該分別圍繞精確制導導彈和靈巧彈藥這兩種類型來分析精確制導武器的作戰效能和對現代戰爭的影響,說明目前世界上一些典型的精確制導武器裝備及其特點和應用。其中,對精確制導導彈重點討論彈道導彈和巡航導彈及其主要類型和應用,而對靈巧彈藥重點分析紅外制導、激光制導、電視制導、非激光(如慣性/衛星)制導炸彈和炮彈及其特點和應用。作為擴展內容,第二部分最后還可簡要介紹一下地空導彈、空空導彈、空地導彈、反艦導彈、反潛導彈、反坦克導彈、反輻射導彈等的基本概念和應用,并說明精確制導武器的發展趨勢。
2.3 信息對抗技術課程
從大的方面看,目前信息對抗技術的側重點主要是電子對抗技術和網絡對抗技術,因此信息對抗技術課程應該含有這兩部分內容,分別對應一次課(2個學時)。第一部分重點是電子對抗技術,課程內容應該主要有:信息對抗的基本概念,包括信息對抗概念的形成、信息對抗的定義和特征、信息對抗的基本技術;電子對抗的基本概念和基本內容,電子對抗分類和應用,電磁環境及其主要特點;電子對抗基本原理和技術手段,這里應主要圍繞雷達對抗與反對抗、通信對抗與反對抗兩部分展開;電子對抗裝備,包括電子對抗偵察裝備、電子進攻裝備、電子防御裝備。第二部分重點是網絡對抗技術,課程內容主要有:網絡對抗基本概念,包括網絡信息安全、網絡對抗的定義和特征;網絡對抗基本原理,主要有網絡攻擊和網絡防御關鍵技術以及網絡攻擊和網絡防御的主要環節;網絡對抗應用舉例,主要以目前使用較多的“分布式拒絕服務”攻擊、“擺渡”攻擊和“震網”蠕蟲攻擊為例進行分析。在第二部分最后,還應簡要介紹信息對抗技術的發展趨勢。
2.4 指揮控制系統技術課程
指揮控制系統技術課程一般可設置一次課(2個學時)。課程內容主要有指揮信息系統基本概念、指揮控制系統技術和原理、指揮控制系統建設和發展三部分。指揮信息系統基本概念部分應包括軍事信息系統組成和各部分功能,軍事信息系統與指揮信息系統、指揮控制系統之間的關系,指揮控制系統的定義和使用要求,指揮控制系統的作用和地位。指揮控制系統技術與原理部分應重點分析和說明指揮控制系統的要素和存在空間,指揮控制系統的構成和功能,指揮控制系統原理和工作過程,對指揮控制系統的要求,指揮控制系統關鍵技術。指揮控制系統建設與發展部分主要以美軍為例,重點說明指揮控制系統的發展歷程和特點,指揮控制系統建設現狀和需求,指揮控制系統未來的發展趨勢。
3 結束語
我軍軍隊信息化建設涉及眾多技術領域,目前軍隊信息化建設培訓由于時間短和學員自身專業的限制,所開設的課程不可能涉及太多的技術領域,必須有所側重,主要應從涉及軍隊信息化建設的專業性專業技術中進行選擇,設置好重點課程并確定其課程內容,特別是偵察監視技術、精確制導技術、信息對抗技術和指揮控制系統技術這四門課程,因為這四種技術是推動新軍革進程的四大主導性技術,在軍隊信息化建設中的作用和地位非常重要。只有確定好重點課程及其主要內容,才能圍繞這些重點課程構建好軍隊信息化建設培訓的課程體系,加強培訓的針對性,使培訓能取得更好的成效,為軍隊信息化建設做出更大的貢獻。
注釋
關于轉基因的論戰可謂多矣,最核心的話題是轉基因食品到底安全不安全。正方說,從科學的角度,轉基因食品是安全的,應該推廣,反對者不懂科學;反方說,科學界對安全性還沒有共識,所以要慎重,支持者是搞科學主義。還有人更直接地說轉基因有毒害,應該禁絕。
這樣的爭論看似有效,實則胡鬧,因為把基本概念給混淆了。什么是科學?簡單地說,科學就是對客觀規律的揭示。規律隱藏在現象的背后,現象每個人都看得到,但規律不是誰都懂得的??茖W家是了不起的,因為他們發現了規律。誰的孩子像誰,這是誰都知道的,但什么規律在支配著這一現象呢?基因科學發展起來了,我們才明白,是由基因遺傳決定的。
“反科學”的說法是不成立的。對于科學,只有懂得和不懂得的區別,沒有支持和反對的區別,客觀規律不會給人的主觀偏好留出空間。把“反科學”當成個大帽子的人,做的事情必定跟科學無關,因此才會拿一個虛妄的東西來掩蓋真實的動機。如果真的有人“反對”既有的科學認識,那么他只可能是有了新發現的科學家,這樣的“反對”會推進科學的發展。
認識了客觀規律,就可以利用規律去改造客觀世界,創造性地解決需要解決的問題。這方面的知識或者技能,屬于技術的范疇。比如,有了基因科學,就知道滴血認親是不靠譜的,是不是有血緣關系可以通過DNA鑒定這項技術來確定。
轉基因是基于基因科學發展起來的,是一項技術,不是科學。對技術的發展和應用,人們就可以表達支持或者反對了,因為這屬于主觀世界的一部分。把反對轉基因說成“反科學”,屬于“滿嘴跑火車”的行為。實驗室里也可以弄出轉基因人來,但是否能這么做呢?這事決不可以由科學家說了算。 轉基因是基于基因科學發展起來的,是一項技術,不是科學。對技術的發展和應用,人們就可以表達支持或者反對了,因為這屬于主觀世界的一部分。
通過技術,人們可以制造產品。轉基因的玉米、大豆、西紅柿等等,都是產品。產品的命運由市場決定,是否接受一個產品,或者在多種產品中如何選擇,完全是作為消費者的個人的自主決斷。任何因素都可能成為影響個人消費傾向的因素,包括對產品代言人的態度,廠商要選擇公眾形象好的明星當代言人,就是這個道理。
不能不佩服方舟子的議題設定能力,他把是否應該接受和推廣轉基因食品成功地轉化成了一個“科學”議題。然而,在對科學、技術與產品這幾個基本概念進行了簡單清理之后,就會發現在轉基因問題上跟著方舟子的指揮棒在科學的層面糾纏,是十分不智的。
關鍵詞:電子工程 EDA技術
1、EDA技術概念及現狀介紹
EDA是電子設計自動化(Electronic Design Automation)的縮寫,在20世紀90年代初從計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助測試(CAT)和計算機輔助工程(CAE)的概念發展而來的。EDA技術就是以計算機為工具,設計者在EDA軟件平臺上,用硬件描述語言HDL完成設計文件,然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。是計算機信息技術、微電子技術、電路理論、信息分析與信號處理的結晶。
現在對EDA的概念或范疇用得很寬。包括在機械、通信、電子、航空航天、礦產、化工、醫學、生物、軍事等各個領域,都有EDA的應用。EDA在教學、科研、產品設計與制造等各方面發揮著重要的作用。在教學方面,現在幾乎所有理工科類的高校都有開設了EDA課程。主要是讓學生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語言編寫規范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用EDA工具進行電子電路課程的實驗驗證并從事簡單系統的設計。一般學習電路仿真工具(如multiSIM、PSPICE)和PLD開發工具(如Altera/Xilinx的器件結構及開發系統)??蒲蟹矫嬷饕秒娐贩抡婀ぞ撸╩ultiSIM或PSPICE)進行電路設計與仿真;利用虛擬儀器進行產品測試;將CPLD/FPGA器件實際應用到儀器設備中;從事PCB設計和ASIC設計等。在產品設計與制造方面,包括計算機仿真,產品開發中的EDA工具應用、系統級模擬及測試環境的仿真,生產流水線的EDA技術應用、產品測試等各個環節。EDA軟件的功能日益強大,原來功能比較單一的軟件,現在增加了很多新用途。如AutoCAD軟件可用于機械及建筑設計,也擴展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機的模型、電影特技等領域。
2、EDA技術的特點
EDA技術之所成為今天電子信息工程中的重要技術,具有“自頂向下(Top―Down)”的設計程序,這就確保設計方案整體的合理化;由于EDA采用高級語言描述,有語言公開可利用、描述范圍廣、可以系統編程和現場編程等特點;自動化程度高所以可以進行各級的仿真、糾錯和調試工作。這些特點促使EDA技術得到廣泛的應用。
3、EDA技術的作用
EDA技術中的溫度分析和統計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、最佳電路結構以及適當的系統穩定裕度,真正做到電路特性的優化設計。
由于受到測試手段和儀器精度限制,測試的時候會出現很多問題,DEA技術方便得全功能測試解決了數據測試和特性分析的問題。
4、EDA常用軟件
EDA軟件發展很快,目前被我國廣泛應用的有:multiSIM7(原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、MicroSim等等。下面簡單介紹一下PCB設計軟件、IC設計軟件、PLD設計工具及其它EDA軟件。
4.1 PCB設計軟件
PCB(Printed-Circuit Board)設計軟件更是種類繁多,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設計軟件
IC設計工具也很多,ASIC設計領域有名的軟件供應商主要有Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。中國華大公司也提供ASIC設計軟件(熊貓2000)。
4.3 PLD設計工具
關鍵詞:電子工程 EDA技術
1、EDA技術概念及現狀介紹
EDA是電子設計自動化(Electronic Design Automation)的縮寫,在20世紀90年代初從計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助測試(CAT)和計算機輔助工程(CAE)的概念發展而來的。EDA技術就是以計算機為工具,設計者在EDA軟件平臺上,用硬件描述語言HDL完成設計文件,然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。是計算機信息技術、微電子技術、電路理論、信息分析與信號處理的結晶。
現在對EDA的概念或范疇用得很寬。包括在機械、通信、電子、航空航天、礦產、化工、醫學、生物、軍事等各個領域,都有EDA的應用。EDA在教學、科研、產品設計與制造等各方面發揮著重要的作用。在教學方面,現在幾乎所有理工科類的高校都有開設了EDA課程。主要是讓學生了解EDA的基本概念和基本原理、掌握用HDL語言編寫規范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用EDA工具進行電子電路課程的實驗驗證并從事簡單系統的設計。一般學習電路仿真工具(如multiSIM、PSPICE)和PLD開發工具(如Altera/Xilinx的器件結構及開發系統)??蒲蟹矫嬷饕秒娐贩抡婀ぞ撸╩ultiSIM或PSPICE)進行電路設計與仿真;利用虛擬儀器進行產品測試;將CPLD/FPGA器件實際應用到儀器設備中;從事PCB設計和ASIC設計等。在產品設計與制造方面,包括計算機仿真,產品開發中的EDA工具應用、系統級模擬及測試環境的仿真,生產流水線的EDA技術應用、產品測試等各個環節。EDA軟件的功能日益強大,原來功能比較單一的軟件,現在增加了很多新用途。如AutoCAD軟件可用于機械及建筑設計,也擴展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機的模型、電影特技等領域。
2、EDA技術的特點
EDA技術之所成為今天電子信息工程中的重要技術,具有“自頂向下(Top—Down)”的設計程序,這就確保設計方案整體的合理化;由于EDA采用高級語言描述,有語言公開可利用、描述范圍廣、可以系統編程和現場編程等特點;自動化程度高所以可以進行各級的仿真、糾錯和調試工作。這些特點促使EDA技術得到廣泛的應用。
3、EDA技術的作用
EDA技術中的溫度分析和統計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、最佳電路結構以及適當的系統穩定裕度,真正做到電路特性的優化設計。
由于受到測試手段和儀器精度限制,測試的時候會出現很多問題,DEA技術方便得全功能測試解決了數據測試和特性分析的問題。
4、EDA常用軟件
EDA軟件發展很快,目前被我國廣泛應用的有:multiSIM7(原EWB的最新版本)、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、Viewlogic、Mentor、Graphics、Synopsys、LSIIogic、Cadence、MicroSim等等。下面簡單介紹一下PCB設計軟件、IC設計軟件、PLD設計工具及其它EDA軟件。
4.1 PCB設計軟件
PCB(Printed-Circuit Board)設計軟件更是種類繁多,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設計軟件
IC設計工具也很多,ASIC設計領域有名的軟件供應商主要有Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。中國華大公司也提供ASIC設計軟件(熊貓2000)。
4.3 PLD設計工具
關鍵詞:機電一體化;基本概念;核心技術;發展進程;發展方向
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼: A
隨著現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段?!皺C電一體化”意思是機械技術和電子技術的有機結合。這一名稱已得到包括我國在內的世界各國的承認,我國的工程技術人員習慣上把它譯為機電一體化技術。機電一體化技術是面向應用的跨學科技術,是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速,機電一體化產品更日新月異。
一、機電一體化技術基本概念
機電一體化技術是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展,向機械工業領域迅猛滲透,機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上,綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術,從系統理論出發,根據系統功能目標和優化組織結構目標,以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎,對各組成要素及其間的信息處理,接口耦合,運動傳遞,物質運動,能量變換進行研究,使得整個系統有機結合與綜合集成,并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下,形成物質的和能量的有規則運動,在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現多種技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。
二、機電一體化的核心技術
1、機械技術:是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,利用其高、新技術來更新概念,實現結構上、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、計算機與信息技術:其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。
3、系統技術:即以整體概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,接口技術是系統技術中一個重要方面,是實現系統各部分有機連接的保證。
4、自動控制技術:其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
5、傳感檢測技術:是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。
三、機電一體化的發展進程
1、數控機床問世:自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段,尤其是在1999年后,國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金,使數控設備制造市場一派繁榮。
2、微電子技術的發展:我國的集成電路產業起步于1965年,經過30多年發展,已初步形成包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。
3、激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現:以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術,它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就,成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。
四、機電一體化的發展方向
20世紀90年代后期,各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角,出現了光機電一體化和微機電一體化等新支;另一方面,對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地,也為產業化發展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發展方向有:
1、智能化:是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。
2、網絡化:20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
3、自動化:所謂自動化技術,是指人類利用各種技術手段和方法來代替人去完成各種測試、分析、判斷和控制工作,以現實預期的目標、功能。一個自動化系統通常由多個環節要素組成,以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉換、信息的處理及信息的執行等功能,最后實現自動運行目標。
4、綠色化:機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。