作文一:《GPS的发展趋势》1900字
GPS的发展趋势
现在的GPS分为两种:
1.军用 这个就不用说了。
2.民用 民用的也分为两种。一种是属于专业机主要用于土地测量,定点,记录航线航迹,测海拔高度等 这类机器的精确度比较高,接受差分信号以后精确度会小于3米。另一种是车载机主要用在汽车导航上面,精确度相比较就差了一些误差在10米左右。
GPS发展到目前的现状,差异化求生存已经相当重要,不像刚开始的市场环境,GPS的竞争不太激烈,只要稍好一些的产品,就不用愁卖不出去。今时今日,GPS要好卖不再是容易的事,消费已经过了培育的阶段,已经慢慢进入半成熟阶段。没有特色的产品是不受市场欢迎的。在线娱乐将成为GPS将来发展的一大趋势,各种网络条件的具备与PND软硬设施的跟进,这些都将GPS推向下一个快速发展阶段。
总之,所有GPS的工作原理都是通过天上的24颗卫星接受信号,然后通过GPS特定的通道传输到GPS上,就可以了,我们所见到的GPS都是只能接受信号而不能本身发射信号~正常的定位要求是3颗星定位,5颗星导航,一般的话都可以搜到10颗左右,不会太多。
? 一、PND厂商自己开发搜索引擎会成为一大趋势
导航地图其它是由地图数据与导航引擎结合的产品,只有数据,没有导航引擎是不能导航的。有些厂商是专门开发导航引擎的,这样的厂商就需要购买其它地图厂商的数据。有些地图厂商是将数据与导航引擎配套出售的。像凯立德,道道通,高德。目前做导航引擎的厂家会越来越多,这也就为GPS地图的差异化提供了良好的基础。如果都是一味的凯立德,道道通,高德,城际通等等,容易让消费者产生视觉疲劳。差异化也是地图厂商应该做的事情之一,应该给不同的客户提供差异化的产品。这样,可以加强PND厂商对地图厂商的依赖性,也可以提高PND厂商的附加值。何乐而不为。更多PND厂商会加入到开发搜索引擎这块中来,将地图差异化进行到底。
小编在以前文章中也讲到过,一键升级地图已经渐成趋势,所以通过有线,WIFI,3G等各种方式实现一键升级,这些都为升级收费提供了便利的条件,所以,地图升级收费也将成为GPS在线娱乐功能收费的一种。地图升级收费已经慢慢达成共识。消费者地图升级收费的意识培育也有段时间。硬件基本与软件条件都已经可以实现地图升级直接收费了。所以,这项有可能会成为地图商跟PND厂商利润增长点之一。
? 二、在线视频已经成为可能
视频应该是除了地图升级外,最重要的在线娱乐功能。网络足够发达,我们可以不用依赖大容量的存储。而直接依赖强大的网络,直接在线播放视频,可以跟优酷,酷6,基至是PPS等合作,实现在线直播。对于一些特定体育的节目,
可以实现点播收费。而且可以实现人机之间的互动娱乐。配合高清5寸或者是7 寸屏幕,在线视频会成为一种享受。
? 三、在线听歌将成为一种时尚
一般我们都是将歌保存到本地存储,但只要连将上网络之后,一切都将变得简单。只要轻点手写笔,搜索自己想听的歌,在线点播即可。至于在线听歌收费,小编觉得以国人目前的消费习惯,那将是难上加难。但这便捷的听音乐方式相信很快被大家接受。
? 四、在线电子书或者能成为收费的另一项目
参照起点的模式,电子书收费还是有很大可能的。虽然互联网的资源无限大。但要找一部自己想看的电子书还真不是易事,要么就只有一些章节的介绍,只要将价格定价合理,PND厂商也可以跟一些在线电子书网站合作,实现双赢的商业模式。
? 五、在线游戏将加强PND的粘性
游戏最大的乐趣就是可以跟众多的朋友一起互动,单纯的单机游戏确实是乏味。但目前WINCE支持的游戏并不多,这就急切需要各游戏厂商开发一些适合WINCE系统的游戏,不单只是PND,手机这块智能操作系统用WINCE的也占有不小的市场份额。想像一下人人用手机或者PND玩在线游戏的情况,到时,想不赚钱都难。但前期还是要培育用户的习惯。就目前来看,在线游戏收费也还不太现实。
? 六、其它方面:
PND加载一些skype网络电话,MSN,QQ,飞信等即时通讯工具不算是复杂的事情,加载炒股软件也是件易事,这将极大地提高PND的使用率,而不再是想出远门或找不到路时的简单工具。互联网接入设备的概念也会淡化PND的概念,到时也许就不再叫PND,导航功能只是一个标配。
这篇文章并没有进行很深入的阐述,只是想表明GPS在线娱乐功能将会成为目前发展最近的一个趋势。当全民MID时,用户体验,人性化的菜单就会成为厂商的核心竞争力,但如果厂商能提前看到这一步,或者就会领先其它厂商三个月甚至是半年,就如当初有些厂商已经看到CMMB的发展势头时,配合奥运会的东风,赚了上亿元,这在GPS界也算是一个神话
作文二:《CAPP的发展趋势》7400字
第 27卷第 1期 辽 宁 工 学 院 学 报 V ol.27,No.1
2007年 2 月 Journal of Liaoning Institute of Technology Feb.
2007 收稿日期 :2006-07-22
作者简介 :王 洁(1981-),女,辽宁锦州人,硕士生。
李铁军(1960-),男,辽宁营口人,副教授,硕士。
CAPP 的发展趋势
王 洁, 李铁军
(辽宁工学院 机械工程与自动化学院,辽宁 锦州 121001)
摘 要 :叙述了 CAPP 的重要意义和国内外的发展历程;通过介绍几种有代表性的 CAPP 系统概括了 CAPP 的研究现状; 总结了 CAPP 现阶段所存在的问题; 最后指出了国内 CAPP 应朝集成化、 网络化、 工具化、 工程化、 智能化、知识化发展的趋势。
关键词 :CAPP ;集成化;网络化;工具化;智能化
中图分类号 :TH164 文献标识码 :A 文章编号 :1005-1090(2007)01-0054-04
Development and Future Trend of CAPP
WANG Jie, LI Tie-jun
(Mechanical Engineering & Automation College, Liaoning Institute of Technology, Jinzhou 121001, China)
Key words: CAPP; integration ; web environment; tooling ; intelligence
Abstract: The significance and development history of CAPP systems both at home and abroad were presented. The present research status and problems were also summarized through the introduction and analysis of some typical CAPP systems. The future trend of CAPP was pointed out thereafter which should march forward in the direction of integration, web environment, intelligence and knowledge based suitable for engineering applications.
随着以计算机技术为主导的现代科学技术的迅 猛发展,计算机集成制造系统 CIMS (Computer Integrated Manufacturing Systems)成了机械制造业 的主要发展趋势。而在 CIMS 中, CAPP 成为连接 CAD/CAM集成的关键和纽带。由于企业生产管理 和计划调度等部门也必须依赖 CAPP 系统的输出信 息, 所以 CAPP 成为企业各部门产品信息的交汇点, 它的研究和发展在国内外也受到越来越多的关注。 CAPP (Computer Aided Process Planning) 是计算机 辅助工艺设计的简称,是根据产品设计所给出的信 息进行产品的加工方法和制造过程的设计。一般认 为, CAPP 系统的功能包括毛坯设计、加工方法选 择、工序设计、工艺路线制定和工时定额计算等。 其中工序设计又可包含装夹设备选择或设计、加工 余量分配、切削用量选择以及机床、刀具和夹具的
选择、必要的工序图生成等。 CAPP 之所以得到各 方面的重视,一方面是随着科学技术的发展和社会 进步,逐渐暴露出手工设计工艺规程的诸多缺点, 而计算机由于本身具有的优越条件,成为克服这些 缺点的有效手段。其次,它是随着计算机的出现和 应用及科学技术和工程技术发生了革命性的变革的 新形式下应运而生的产物,是改善多品种小批量生 产状况的有效途径。
1 CAPP的国内外发展历程 [1-3]
CAPP 是在 20世纪 60年代后期出现的一个新 的技术领域。第一个 CAPP 系统是挪威在 1969年 推出的 AUTOPROS 系统, 它是根据成组技术原理, 利用零件的相似性去检索和修改标准工艺来制定相 应 的 零 件 规 程 , 1973年 正 式 推 出 商 品 化
第 1期 王洁等:CAPP 的发展趋势 55
AUTOPROS 系统。美国是 20世纪 60年代末 70年
代初开始研究 CAPP 的,并于 1976年由 CAM-I 公
司推出颇具有影响力的 CAM-I’S Automated Process
Planning 系统,成为 CAPP 发展史的里程碑。以上
早期的 CAPP 软件采用的都是所谓的“标准工艺
法” , 即派生式 (Variant ) CAPP 系统 , 图 1为派生式
系统工作原理图 [4]。 70年代中期开始了创成式
(Generative)系统的研究和开发,而且很快被认为是
最有前途的方法 , 图 2为创成式系统工作原理图。 理
想的创成式 CAPP 系统是通过决策逻辑效仿人的思
维,在无需人工干预的情况下自动生成工艺。 1977
年 Wysk [5]首次提出了一个创成式 CAPP 系统—
APPAS. 可是经过多年的努力, 这种理想的 CAPP 系
统也未能达到真正意义上的创成式。因此有人提出
了半创成式系统,即综合派生法和创成法,在多数
情况下使用派生法,在没有典型工艺的情况下使用
创成法生成工艺。这种半创成式系统目前被认为是
最有前途的发展方向之一。
图 1 派生式系统工作原理
图 2 创成式系统工作原理
我国对 CAPP 的研究始于 20世纪 80年代初, 1982年上海同济大学正式推出了我国第一个 CAPP 系统— TOJICAP. 在此之后, 国内掀起了研究 CAPP 的热潮。特别在“九五”期间随着机械设计“甩图 板”工程和计算机辅助技术的应用,企业对 CAPP 的需求更加迫切。近几年来,我国市场上出现了几 种有代表性的 CAPP 软件,包括武汉开发 CAPP 软 件,上海思普 SIPM/CAPP软件系统和清华天河 CAPP 软件系统等,这在一定程度上满足了国内企 业的需求。 CAPP 研究的发展历程如图 3所示 [6]。
图 3 CAPP研究的发展历程
2 CAPP的研究现状
随着 CAPP 的应用日趋广泛,为了适应用户的 需求 , 市场上先后出现了若干种在设计方法上不同 的系统。 下面综合我国 CAPP 系统的发展历程 , 介绍 几种具有代表性的 CAPP 系统。 [7-8]
2.1专用型 CAPP 系统
专用型 CAPP 系统是为特定的企业和产品在固 定环境下设计的一种系统。大多采用成组技术的分 类编码,检索派生式或半创成式的工作原理。由于 针对性强,所以开发周期短,不支持用户对系统功 能的扩展和修改,很难进行二次开发。这类系统是 CAPP 普及和深入的瓶颈。
2.2工具型 CAPP 系统
工具型 CAPP 是基于 CAPP 系统而高于 CAPP 系统的软件工具。它借助于完善的专家知识库和逻 辑推理机制,利用系统开发工具,由用户根据自身 特定的要求进行二次开发。这样就可以实现更多的 柔性和开放性。 20世纪 90年代中后期, CAPP 工 具系统在实用性、通用性和商品化等方面取得了突 破性的进展。但是它与 CAD 、 CAM 、 PDM 、 ERP 等系统共享信息等方面有所局限。
56 辽宁工学院学报 第 27卷
2.3 集成化 CAPP 系统
由于 CAPP 、 CAD 和 CAM 三者研究的侧重点
不同,使得开发过程中形成了三个自动化“孤岛” ,
致使三者之间得数据不能顺畅的传递、 交换和共享,
这样 CAPP 就不能真正实现 CIMS 的桥梁和纽带作
用。为了解决信息的交互问题,人们提出了集成化
的 CAPP 系统, 实现 CAD/CAPP/CAM之间的集成,
提高系统的自动化水平,这是 CIMS 发展的必然趋
势,也是并行工程(CE )顺利实施的前提。就目前
的 研 究 来 看 , 主 要 包 括 CAD/CAPP的 集 成 和
CAPP/PPS(Production Planning Simulation,生产计
划仿真) 的集成。 其中 CAD/CAPP的集成研究比较
普遍,我国也成功开发了一些专用系统,但是在
CAPP/PPS的集成方面真正实用的系统却极少。 图 4
为 CAD/CAPP/CAM集成系统原理图 [9]。
图 4CAD/CAPP/CAM集成系统原理图
2.4智能化 CAPP 系统
由于常规的逻辑推理在应用到实际系统中的时
候往往无法解决实际复杂的问题,而工艺过程设计
的主要问题不是数值计算而是对工艺信息和知识的
处理 [10],所以有人提出了将人工智能(AI )技术等
引入到 CAPP 中去。 80年代以来, 智能化成为 CAPP
研究的重要发展方向之一,利用智能技术,使系统
模拟人的思维方式解决复杂工艺规程设计问题,是
现在研究的一个热点。过去研究最多的是 CAPP 专
家系统,而且已经有多种 CAPP 专家系统在实际中
应用,但是专家系统在知识获取、推论方法、求解
空间等方面还存在一些问题。目前正在研究将模糊
技术、遗传算法、人工神经网络、基于实例的推理
等技术应用于 CAPP 系统中 [11],这将为 CAPP 的智
能化提供更多的理论基础。图 5为智能化 CAPP 系
统工作原理图 [12]。
图 5智能化 CAPP 系统工作原理图
3 CAPP研究中存在的问题
虽然 CAPP 经过了几十年的发展取得了一定的 成果, 但是还存在很多不容忽视的问题 [13-14]:CAPP 系统的实用化程度不高,虽然国内外在系统的开发 与研究上已经投入大量的人力和资金,可是真正投 入生产实际的系统并不多,很多单位还存在重复研 究;现已研制成功的 CAPP 系统应用范围也比较狭 窄,功能不足,智能化水平不高,无法完成所有工 艺设计功能; CAPP 系统未能真正实现同 CAD 、 CAM 、 MIS 、 PDM 等的集成, 零件信息不能真正共 享,无法全面提取和获得制造所需要的信息;现有 的成品 CAPP 软件通用程度较低,柔性差,不能根 据不同企业的特殊性调整信息需求; CAPP系统的 透明度低,多数是基于符号推理,其数据和推理过 程过于抽象。
5 CAPP的发展趋势 [15-16]
随着产品开发技术的发展,企业对工艺信息系 统的需求日益迫切,传统 CAPP 系统仅局限于制定 工艺规程,已经不能满足企业信息化的需求。下面 介绍一下 CAPP 系统的发展趋势。
(1)集成化、网络化的 CAPP. CAPP作为 CAD 和 CAM 的桥梁,为 CAQ 、 PDM [17]及 ERP 提供重 要的产品信息,同时也需要 CAD 提供产品设计模 型的特征信息。可是这些系统发展相对不平衡,使 数据信息不能顺利传递,也就无法实现并行工程思 想。传统的 CAPP 系统多数只针对机械加工过程, 其他方面很少涉及。这就要求研究者在统一标准化 工艺的基础上,开发出适应性、并行化强的集成化 CAPP 系统。集成包括:与产品设计实现双向的信
第 1期 王洁等:CAPP 的发展趋势 57
息交换与传递; 与生产计划调度系统实现有效集成; 与质量控制系统建立内在联系。网络化是现代系统 集成应用的必然要求, CAPP 要想更有效的实现功 能,网络化是必不可少的技术支撑。 [18]
(2)工具化、工程化的 CAPP. 工艺的制定是一 个及其复杂的过程,企业产品更是千差万别,想要 设计一个适合所有企业一切产品的大而全的通用 CAPP 系统是不符合实际的。而要根据不同企业开 发专用的 CAPP 系统,不但工作重复性大,而且会 浪费大量的时间、金钱,不符合现代市场经济的需 要。这就需要开发出一种工具型的 CAPP 系统,将 系统功能分解为一个个相对独立的工具,用户可以 根据自己的不同要求,通过简单的二次开发来开发 出适合本企业的 CAPP 系统。这样可以提高 CAPP 系统的柔性,改善研制周期长、适应性开放性差的 缺点。在工程化方面,不加考虑的完全服从用户原 有的环境和模式构建 CAPP 系统并不完全合理,要 充分考虑国家、国际标准和先进制造技术的分析, 结合企业工艺的根本需求引导企业的工艺活动,促 进工艺活动的规范化,从而规范 CAPP 系统的实施 过程。
(3)智能化、知识化的 CAPP. CAPP系统不能仅 仅停留在以解决事务性、管理性工作为主的阶段。 作为工艺设计的辅助工具,知识化的 CAPP 系统应 该将工艺专家的经验和知识累积起来并加以利用 [19]。人工智能技术的发展,使 CAPP 的智能化成为 可能,如何使 CAPP 系统自学习自适应是现代研究 的重点。由于现阶段 CAPP 还只局限于与单一智能 技术结合的研究,而且有的系统开发者过分追求自 动化,把 CAPP 作为一种取代而不是帮助工艺设计 人员的工具。针对这种情况有的学者提出了人机智 能综合系统 [20]的说法,这是将多种智能技术(专家 系统,模糊技术,遗传算法,人工神经网络等)同 时应用与 CAPP 系统的一种设想,还有待进一步的 探索和研究。
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责任编校:刘亚兵
作文三:《DCS的发展趋势》3600字
DCS 的发展趋势
[摘 要 ]:面向 21世纪的新一代 DCS 主要特征应是全面采用 Windows NT 操作系统并采 用客户机 /服务器体系结构的新一代 DCS 系统。
[关键词 ]:2l 世纪 DCS 基础 发展
什么是当代 DCS 的最新发展 ? 要弄清这个问题首先必须弄清“当代”是什么 时代 ? ——即将来临的 21世纪是全面信息化的伟大时代。
当前世界各国展开科技竞争的焦点就集中在信息技术上。投入力量之巨 , 发 展速度之快 , 令人难以想象。 而在信息集成技术领域中 , 由于 DCS 可以直接采集到 现场第一手的实时数据并加以分析处理集成 , 所以一跃而成为主要的信息集成工 具。
在过去 , 分散控制系统 (DCS)仅仅用于过程控制。 在今天 , 在发达国家 , 对 DCS 有了重大深刻的新认识 :DCS应该在信息领域大展宏图 , 所以许多世界著名的 DCS 供应商纷纷宣称 , 自己的 DCS 是集商业应用和实时控制于一体的信息集成工具。 DCS 之所以能扮演如此重要的角色 , 还得从当今 DCS 的基础 , 计算机技术和计 算机网络通信技术的飞跃发展谈起。
1. 计算机技术在 90年代的高速发展
1.1 计算机硬件技术在 90年代有了飞跃的发展
操作系统:从 DOS 到 NT ,功能越来越强大,系统越来越开放;
Windows NT:微软公司着眼于未来的“战略平台”, 真正全 32位的网络软件; 专家们预测:Windows NT可能是今后 5年内发展最快的软件平台;并将在 下世纪初以非凡的速度发展。
1.2. 什么是 Windows NT(New Technology)?什么是 Windows NT4.0?
Windows NT是一个专门用于网络互连的网络操作系统。它分为两大部分 : A. 应用于客户机 (工作站 ) 的操作系统。其人机界面和 Windows95相似 , 所以 有些 DCS 制造商说自己的 DCS 也是 Windows NT的 , 实际上仅仅是人机界面用了 Windows95或 Windows NT的客户机软件。
B. 应用于服务器的操作系统。 这才是 Windows NT4.0版本推出后的精华所在。 衡量一个 DCS 是否真正全面采用 Windows NT4.0版本的操作系统 , 主要就是看是 否采用了 Windows NT 的服务器软件。因为大量高级软件是装在服务器中 , 取消网 关后的网际互连功能也主要是通过服务器软件来实现的。
Windows NT 的发展简史是 :1988年 , 比尔·盖茨委托 David Culter 负责开发 一个可以和 Novell 公司的网络操作系统 NetWare 匹敌的新一代网络操作系统。 微软公司投入大量人力物力历时 5年终于在 1993年推出 Windows NT 的早期 版本 Windows NT3.1。后来相继推出 Windows NT3.5和 Windows NT3.51版本。 之所以不断更新版本是因为计算机网络通信技术这时也在迅速发展— 一种崭新 的网络体系结构随着 Client/Server计算技术的被普遍采用而诞生了 :这就是客 户机 /服务器体系结构。
终于在 1996年夏天 , 微软公司庄严宣布造出全面满足客户机 /服务器体系结 构的网络操作系统 Windows NT4.0版本推出 , 意味首当时的计算机网络操作系统 有可能从 UNIX 、 Netware 和 Windows NT 三雄鼎立时代逐步进入 Windows NT 称霸
的年代。近年来无数事实证明网络操作系统确实正在进入 Windows NT独霸的时 代。
目前, 上千家世界著名的软件公司都在 Windows NT4.0平台上开发应用软件 , 从而导致 :各 DCS 厂商有可能直接采用现成的商品化软件而不必再自行开发如下 软件:
(1)图形处理软件
(2)电子报表软件
(3)网络通信软件
(4)数据库软件
(5)多媒体软件 , 等等
可以方便地实现 :
(l)网络动态数据交换 DDF 功能
(2)网络应用程序接口 API 功能
(3)对象连接与嵌入功能 (OLE)
(4)结构化查询语言 SQL 功能
(5)开放数据库访问 ODBC 功能 t
(6)动态画面显示 Active -X功能
(7)三维立体图象显示功能
(8〉多媒体环境下的视频图象显示功能
(9)丰富的用户开发环境 (C/C+ +和 Visual Basic等 )
(10)采用 Safe Browse 浏览技术存取 Internet 或 Intranet 网络上的数据或 远程通讯。
由此而迎来了面向 21世纪的新一代 DCS 重大发展的新时代。 其主要特征是 : (1)DCS核心的操作系统全面采 Windows NT4.0平台 ; 不再自行开发图形处理 软件、电子报表软件、网络通信软件、数据库软件和多媒体软件等。而是直接利 用 Windows NT4.0平台所提供的 DDE 软件、 SQL 软件、 OLE 软件、 Active -X软 件、 API 软件、 Safe Browse等软件来实现动态的、多媒体的图象显示和报表功 能。
(2)DCS的网络体系结构开始全面采用客户机 /服务器体系结构
1996年以前推出的传统的 DCS 没有任何一家是采用基于 Windows NT的客户 机 /服务器体系结构的。 传统的 DCS 网络平台上所有的监应地都是对等的 , 各有各 的数据库 , 没有客户机 , 更没有带着全局数据库的服务器。监控站都是专用的 , 造 价很高 , 通用性差。由于没有服务器 , 网络互连不得不采用价格极高的网关来连 接。
l996年以后推出的面向 21世纪信息时代的新一代 DCS 纷纷采用基于 WinNT 的客户机 /服务器体系结构。这是因为 :
(A)微软公司开发的 Windows NT4.0本身就是一个用于客户机 /服务器体系结 构的操作系统, DCS 要全面要用 Windows NT ,就必须是客户机 /服务器体系结构。 目前 , 许多 DCS 并没有采用客户机 /服务器体系结构 , 仅仅借用 Windows NT客户机的人机界面 , 却一再宣称自己已经全面采用 Windows NT4.0操作系统 , 这带 有一定的欺骗性。许多第一次选用 DCS 的用户一定要注意这个问题。
(B)采用客户机 /服务器体结构的 DCS , 其监控站可以采用低档次的工业级 PC 机来作为客户机 , 成本可以大大下降 , 投资大为节省。
(C)采用客户机 /服务器体系结构的 DCS, 其全局数据库可以采用高档次的工 业 PC 机或小型机 , 从而投资增加不多 , 但功能大大加强。特别是网际互连时可以 不必增加投资很大又很复杂的网关设备而直接通过服务器与服务器互连。 (D )服务器结构开始流行 ,l996年年末美国 Honeywell 公司率先推出全面 采用 Windows NT的新一代 DCS —— PlantScape System和 PlantScape SCADA系 统。此后 , 世界各国著名的 DCS 制造商也纷纷推出全面采用 Windows NT 操作系统 的新一代 DCS 。它们的共同特征就是 :
全面采用了基于 Windows NT 操作系统的客户机 /服务器体系结构 (顺便指出 :在 DCS 领域,常把客户机称为工作站 ) 。
客户机 /服务器 (Client/Server)体系结构全面实现了网络资源的共享。 特别 是数据库信息的共享。 DCS采用客户机 /服务器结构后 , 各个节点不再需要各自 独立的分散的数据库。 DCS 可以在服务器中设置实时的全局数据库 , 整个 DCS 系 统的实时数据全部储存在服务器 (可以冗余 ) 中 , 任何一个节点或任何一台客户机 都可共享实时数据库中的实时信息。调用十分方便 , 数据高速公路十分畅通。更 为重要的是,由于各 DCS 制造商提供的新一代 DCS 均全面采用 Windows NT,所以 可以方便地实现两个不同的 DCS 之间服务器数据库的互连或互访 ; 或是 DCS 的服 务器数据库和管理信息网中的服务器数据库互连或互访。 它们的互连由软件实现 不再需要网关而直接通过软件互连。
2. 什么是面向 21世纪的新一代 DCS?
综上所述 , 全面采用 Windows NT操作系统并采用客户机 /服务器体系结构的 新一代 DCS 由于可以直接采集到现场第一手的实时数据并加以分析处理集成到 全局数据库中 , 又可以方便地和管理信息网互连而不需要网关 (因为两个网络均 采用相同的操作系统—— Windows NT),所以可以方便地集成商业管理与控制于 一体 , 这就是面向 21世纪的新 -代 DCS 的主要特征。
摘自 : 《火电厂热工自动化》 2000年第一期 2001年 6月 20日
作文四:《CPU的发展趋势》7100字
CPU 的发展趋势
金精雷
(哈尔滨理工大学软件学院 )
摘 要 CPU 是计算机的核心部件, CPU 的性能当然能够体现出现代化社会计算机的发展程度。为 了能满足计算机市场的需求,研究人员不断的对 CPU 进行更新迭代,来使 CPU 的性能得以提高。本文通 过对 CPU 发展历史的研究,和对现状的分析来对 CPU 的发展趋势进行探讨。
关健词 CPU 性能 发展历史 发展趋势
The Development Trend of CPU
Jin Jinglei
(1.Harbin University of Science and Technology Software School)
Abstract CPU is the core ponent in puter , the performance of the CPU can certainly reflect the development of modern society puter . In order to meet the needs of the puter market , the researchers continued to upgrade CPU to make it performance is improved . In this , through analyzing the current situation and the historical development of CPU to discuss the development trend of CPU.
Keywords CPU , Performance , Development history, Development Trend
引言
根据摩尔定律, CPU 的速度应该约每隔 18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。 换言之, 每一美元所能买到的电脑性能, 将 每隔 18个月翻两倍以上。这一定律揭示了 信息技术进步的速度。在过去的几十年 中 ,CPU 的速度以一个令人意想不到的速度 上升, 然而, 2010年国际半导体技术发展路 线图的更新增长已经放缓在 2013年年底, 之后的时间里晶体管数量密度预计只会每 三年翻一番。
一、 CPU 的概述
CPU 中文名是中央处理器, 是计算机的 核心部位, 在计算机的运行中主要负责对指 令的执行和数据的处理。在 CPU 的内部由 上百万个微型的晶体管共同组成控制单元、 逻辑单元和存储单元。 CPU 在计算机中主 要的功能有以下四个方面:
(1)处理指令
这是指控制程序中指令的执行顺序。 程 序中的各指令之间是有严格顺序的, 必须严 格按程序规定的顺序执行, 才能保证计算机 系统工作的正确性工作。
(2)执行操作
一条指令的功能往往是由计算机中的 部件执行一序列的操作来实现的。 CPU 要根 据指令的功能,产生相应的操作控制信号, 发给相应的部件, 从而控制这些部件按指令 的要求进行动作。
(3)控制时间
时间控制就是对各种操作实施时间上 的定时。 在一条指令的执行过程中, 在什么 时间做什么操作均应受到严格的控制。 只有 这样,计算机才能有条不紊地工作。
(4)处理数据
即对数据进行算术运算和逻辑运算, 或 进行其他的信息处理。
其功能主要是解释计算机指令以及处 理计算机软件中的数据, 并执行指令。在 微型计算机中又称微处理器, 计算机的所有 操作都受 CPU 控制, CPU 的性能指标直接 决定了微机系统的性能指标。 CPU 具有以下 4个方面的基本功能:数据通信, 资源共享, 分布式处理, 提供系统可靠性。 运作原理可 基本分为四个阶段:提取、解码、执行和写 回。
二、 CPU 的发展历史
1971年。世界上第一块微处理器 4004在 Intel 公司诞生了。它出现的意义是划时 代的,比起现在的 CPU , 4004显得很可怜,
它只有 2300个晶体管,功能相当有限,而 且速度还很慢。
1978年, Intel 公司首次生产出 16位的 微处理器命名为 i8086,同时还生产出与之 相配合的数学协处理器 i8087,这两种芯片 使用相互兼容的指令集。 由于这些指令集应 用于 i8086和 i8087,所以人们也把这些指 令集统一称之为 X86指令集。这就是 X86指令集的来历。
1979年, Intel 公司推出了 8088芯片, 它是第一块成功用于个人电脑的 CPU 。 它仍 旧是属于 16位微处理器,内含 29000个晶 体管,时钟频率为 4.77MHz ,地址总线为 20位, 寻址范围仅仅是 1MB 内存。 8088内 部数据总线都是 16位,外部数据总线是 8位, 而它的兄弟 8086是 16位, 这样做只是 为了方便计算机制造商设计主板。
1981年 8088芯片首次用于 IBM PC机 中,开创了全新的微机时代。
1982年, Intel 推出 80286芯片,它比 8086和 8088都有了飞跃的发展,虽然它仍 旧是 16位结构,但在 CPU 的内部集成了 13.4万个晶体管,时钟频率由最初的 6MHz 逐步提高到 20MHz 。其内部和外部数据总 线皆为 16位, 地址总线 24位, 可寻址 16MB 内存。 80286也是应用比较广泛的一块 CPU 。 1985年 Intel 推出了 80386芯片, 它 X86系列中的第一种 32位微处理器,而且制造 工艺也有了很大的进步。 80386内部内含 27.5万个晶体管,时钟频率从 12.5MHz 发 展到 33MHz 。 80386的内部和外部数据总线 都是 32位, 地址总线也是 32位, 可寻址高 达 4GB 内存,可以使用 Windows 操作系统 了。
1989年, Intel 推出 80486芯片,它的 特殊意义在于这块芯片首次突破了 100万个 晶体管的界限,集成了 120万个晶体管。 80486是将 80386和数学协处理器 80387以 及一个 8KB 的高速缓存集成在一个芯片内, 并且在 80X86系列中首次采用了 RISC (精 简指令集) 技术, 可以在一个时钟周期内执 行一条指令。它还采用了突发总线(Burst ) 方式,大大提高了与内存的数据交换速度。 1993 年全新一代的高性能处理器 Pentium 面世。 Pentium 的时钟频率由最 初推出的 60MHZ 和 66MHZ ,后提高到 200MHZ 。 最初版本的 66MHZ 的 PENTIUM 微处 理器, 其运算性能比 33MHZ 的 80486 DX 就提高了 3倍多,而 100MHZ 的 PENTIUM 则 比 33MHZ 的 80486 DX 要 快 6 至 8 倍。
三、 CPU 性能的主要参数
(1)主频
主频也叫时钟频率, 单位是兆赫 (MHz ) 或千兆赫(GHz ) ,用来表示 CPU 的运算、 处理数据的速度。 通常, 主频越高, CPU 处 理数据的速度就越快。主频已从最开始的 108Khz 提升到了如今的 4Ghz 以上。 (2)缓存
缓存大小是 CPU 的重要指标之一,而 且缓存的结构和大小对 CPU 速度的影响非 常大, CPU 内缓存的运行频率极高, 一般是 和处理器同频运作, 工作效率远远大于系统 内存和硬盘。 CPU 缓存可以分为一级缓存, 二级缓存, 部分高端 CPU 还具有三级缓存, 每一级缓存中所储存的全部数据都是下一 级缓存的一部分, 这三种缓存的技术难度和 制造成本是相对递减的, 所以其容量也是相 对递增的。当 CPU 要读取一个数据时,首 先从一级缓存中查找, 如果没有找到再从二 级缓存中查找, 如果还是没有就从三级缓存 或内存中查找。 一般来说, 每级缓存的命中 率大概都在 80%左右, 也就是说全部数据量 的 80%都可以在一级缓存中找到,只剩下 20%的总数据量才需要从二级缓存、三级缓 存或内存中读取, 由此可见一级缓存是整个 CPU 缓存架构中最为重要的部分。
(3)外频
外频即 CPU 的外部时钟频率,主板及 CPU 标准外频主要有 66MHz 、 100MHz 、 133MHz 几种。此外主板可调的外频越多、 越高越好,特别是对于超频者比较有用。 我们所说的外频指的是 CPU 与主板连 接的速度, 这个概念是建立在数字脉冲信号 震荡速度基础之上的。
(4)倍频
倍频则是指 CPU 外频与主频相差的倍 数。例如 Athlon XP 2000+的 CPU ,其外频
为 133MHz ,所以其倍频为 12.5倍。
(5)接口
接口指 CPU 和主板连接的接口。主要 有两类,一类是卡式接口,称为 SLOT ,卡 式接口的 CPU 像我们经常用的各种扩展卡, 例如显卡、声卡等一样是竖立插到主板上 的, 当然主板上必须有对应 SLOT 插槽, 这 种接口的 CPU 已被淘汰。另一类是主流的 针脚式接口,称为 Socket , Socket 接口的 CPU 有数百个针脚, 因为针脚数目不同而称 为 Socket370、 Socket478、 Socket462、 Socket423等。
(6)制造工艺
制造工艺的微米是指 IC 内电路与电路 之间的距离。 制造工艺的趋势是向密集度愈 高的方向发展。密度愈高的 IC 电路设计, 意味着在同样大小面积的 IC 中,可以拥有 密度更高、 功能更复杂的电路设计。 主要的 180nm 、 130nm 、 90nm 、 65nm 、 45纳米、 22nm , intel 已经于 2010年发布 32纳米的 制造工艺的酷睿 i3/酷睿 i5/酷睿 i7系列并于 2012年 4月发布了 22纳米酷睿 i3/i5/i7系 列。
(7)多媒体指令集
为了提高计算机在多媒体、 3D 图形方 面的应用能力,许多处理器指令集应运而 生,其中最著名的三种便是 Intel 的 MMX 、 SSE/SSE2和 AMD 的 3D NOW!指令集。 理论上这些指令对流行的图像处理、 浮点运 算、 3D 运算、视频处理、音频处理等诸多 多媒体应用起到全面强化的作用。
(8)电压 (Vcore)
CPU 的工作电压指的也就是 CPU 正常工作 所需的电压, 与制作工艺及集成的晶体管数 相关。正常工作的电压越低,功耗越低,发 热减少。 CPU 的发展方向, 也是在保证性能 的基础上,不断降低正常工作所需要的电 压。例如老核心 Athlon XP的工作电压为 1.75v ,而新核心的 Athlon XP其电压为 1.65v 。
(9)封装形式
所谓 CPU 封装是 CPU 生产过程中的最后一 道工序,封装是采用特定的材料将 CPU 芯 片或 CPU 模块固化在其中以防损坏的保护 措施,一般必须在封装后 CPU 才能交付用 户使用。 CPU 的封装方式取决于 CPU 安装 形式和器件集成设计, 从大的分类来看通常 采用 Socket 插座进行安装的 CPU 使用 PGA(栅格阵列 ) 方式封装,而采用 Slot x槽 安装的 CPU 则全部采用 SEC(单边接插盒 ) 的形式封装。还有 PLGA(Plastic Land Grid Array) 、 OLGA(Organic Land Grid Array)等封 装技术。由于市场竞争日益激烈,前 CPU 封装技术的发展方向以节约成本为主。 (10)单元
ALU —运算逻辑单元,这就是我们所说的 “整数”单元。 数学运算如加减乘除以及逻 辑运算如“ OR 、 AND 、 ASL 、 ROL ”等指 令都在逻辑运算单元中执行。 在多数的软件 程序中,这些运算占了程序代码的绝大多 数。
而浮点运算单元 FPU(Floating Point Unit)主 要负责浮点运算和高精度整数运算。有些 FPU 还具有向量运算的功能, 另外一些则有 专门的向量处理单元。
整数处理能力是 CPU 运算速度最重要 的体现,但浮点运算能力是关系到 CPU 的 多媒体、 3D 图形处理的一个重要指标,所 以对于现代 CPU 而言浮点单元运算能力的 强弱更能显示 CPU 的性能。
四、国内外 CPU 现状
在 2008 年由中科院计算所研制的龙芯 3 号芯片成功的推向市场, 标志着我国与国 外先进的 CPU 水平缩小了差距。在目前龙 芯系列的推广主要依靠龙芯 2 号产品, 同时 也继续研发 1 号
芯片和 2 号芯片,龙芯 3 号芯片主要 是以 64 位 16 核的芯片为主,在目前使用 的龙芯 1 号芯片和 2 号芯片都是单核的形 式, 所以推广的龙芯 3 号要与现在的计算机 处理能力相接轨,直接进
入到 16 核芯片设计,这标志着中国 CPU 的跨越式发展。在国外最大的 CPU 制造厂 AMD 和 Intel 的实力非常雄厚,但 是都会遇到技术上的难题, 就是如何提升频 率,频率作为衡量
处理器性能高低的重要因素, 高频率就 代表的处理器性能高, 所以设计者解决完处
理器内部缓存容量以及数量等问题后, 放弃 了对单核处理器的继续研发, 在双核技术上 不断的找寻新的创
新。 AMD 和 Intel 在双核技术上采用 了不同的处理方式, AMD 将两个内核拼凑 在一个 Die 上, 通过构架的连接来提升内部 的集成度。而 Intel 则是采用了两个独立的 内核封装在一起,彼此
没有任何的支架连接, 所以也可以认为 是双芯的技术。在用户的实际使用当中, AMD 的双核技术更加被用户所认可,在管 脚、 功耗等方面跟单核相差不多, 而且不需 要对芯片组和主板的更
换, 升级为双核只需要对 BIOS 软件进 行刷新就能完成, 所以也减少了生产商的投 资。虽然双核技术走在了 Intel 的设计理念 的前面,但是到了 2012 年 4 月, Intel 发 布了 IVB 处理器, 22nmIvyBridge 会将执 行单元的数量翻一番,达到最多 24 个,可 以最大程度上满足用户的需求, 同时在此基 础上加入了 DX11 的集成显卡, 可以最多提 供四个 USB3.0 的通道。
五、 CPU 发展趋势
在 2012 年 4 月英特尔在北京天文馆正式发 布了 IVB 处理器,具有 22nmIvy Bridge会 将执行单元的数量提升翻倍, 在技术上继续 采用了 3D 晶体管,在 CPU 的制作上依然 是根据摩尔定律来设计的,与此同时 ARM 构架的 CPU 也将提升晶体管的技术,转变 成 28nm ,这无疑是计算机世界新的变革, 在计算机和移动终端上的使用性能都会有 很大的提升。以后 CPU 可能发展的趋势有 以下三个方面:
(1)减小晶体管体积
所有的芯片都是由很多的晶体管组成 的,在英特尔最新发布的 32nm 制程的 SandyBridge 中的处理器接近有十亿个晶体 管组成其系统的内部构造, 在芯片上晶体管 的数量越多, 体积越小, 就可以提升其自身 的使用性能,但是目前的技术依然停留在 32nm 上,所以在以后要突破这个技术难 关,创造出新的晶体管结构。
(2)降低功耗
英特尔在 2013年推出一款新的 3D 晶 体管技术, 会在电脑和手机终端上进行优化 和操作,但是由于英特尔 Atom 的处理器在 使用的过程中会比 ARM 更加的费电,所以 在很多的移动设备终端上不会使用 Atom 处理器,虽然 ARM 的 CPU 构造更加简单 集成, 在移动终端上能够减少功耗, 但是随 着 CPU 技术的不断进步,在新的晶体管内 使用的 Atom 处理器中会减少最大负荷时释 放的热量,提高系统的使用性能。
(3)提升移动终端的使用性能
在智能手机上已经推出了 40nm 的四个 处理器, 运行的速度非常的快。 微软在发出 WIN8 的 ARM 构架处理器设计的同时, 英 伟达也发布了八核心的 ARM 处理器的生 产计划,所以未来 CPU 的发展趋势不仅可 以满足功耗低的功能要求, 而且还能生产出 ARM 构架的超轻薄笔记本电脑,为用户带 来高速的科技体验。
六、结论
由前面的分析可知, 未来几年 CPU 的 发展主要将从以下几个方面采取措施来 提高处理器的性能:
1、采用多模核心 (multi-core)+ 超线程 (Hyper Threading)技术;
2、增加高速缓存;
3、提高集成度;
4、改进安全技术、无线通信技术、总 线结构、接口技术、指令集等。
从多核心处理器的测试结果可以看出, 应用程序须与处理器匹配,才能让 CPU 的优越性能发挥出来。 如果一味地提升 CPU 的性能,而没有相匹配的软件运行在 上面,那么 CPU 性能提升也无法体现其效 果和意义。因此,我们进一步的工作是, 应该结合当前 CPU 的发展趋势,设计和开 发一些 CPU 能运行起来的相关应用软 件, 为新一代的软件产业发展指导方向。
参考文献
[1]摩尔定律 . 维基百科 [OL][2013-11-30]
[2]CPU.百度百科 [OL][2013-12-1]
[3]CPU发展史 . 百度百科 [OL][2013-12-1]
[4]黄海 . 浅论 CPU 现状及发展趋势 [J].河南科技
[2013-12-1]
[5]杨辉旭 .22nm 三代酷睿亮相 IVB 发布会现现场 录 [OL][2013-11-30] [6]卢鑫 . 英特尔移动芯片引入 3D 晶体管技术业界 褒贬不一 [N].网易科技报道 [2013-12-1]
作文五:《CPU的发展趋势》4500字
年第学期
CPU 的发展趋势
学
姓 名:
学 号:
指导教师:
2016年10月
CPU 的发展趋势
摘 要 CPU 是计算机的核心部件,CPU 的性能当然能够体现出现代化社会计算机的发展程度。为了能满足计算机市场的需求,研究人员不断的对CPU 进行更新迭代,来使CPU 的性能得以提高。本文通过对CPU 发展历史的研究,和对现状的分析来对CPU 的发展趋势进行探讨。
关健词 CPU 性能 发展历史 发展趋势
一、CPU 的概述
CPU 中文名是中央处理器,是计算机的核心部位,在计算机的运行中主要负责对指令的执行和数据的处理。在CPU 的内部由上百万个微型的晶体管共同组成控制单元、逻辑单元和存储单元。CPU 在计算机中主要的功能有以下四个方面:
(1)处理指令
这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的,必须严格按程序规定的顺序执行,才能保证计算机系统工作的正确性工作。
(2)执行操作
一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一序列的操作来实现的。CPU 要根据指令的功能,产生相应的操作控制信号,发给相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
(3)控制时间
时间控制就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中,在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样,计算机才能有条不紊地工作。
(4)处理数据
即对数据进行算术运算和逻辑运算,或进行其他的信息处理。
其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据, 并执行指令。在微型计算机中又称微处理器,计算机的所有操作都受CPU 控制,CPU 的性能指标直接决定了微机系统的性能指标。CPU 具有以下4个方面的基本功能:数据通信,资源共享,分布式处理,提供系统可靠性。运作原理可基本分为四个阶段:提取、解码、执行和写回。
二、 CPU 的发展历史
1971年。世界上第一块微处理器4004在Intel 公司诞生了。它出现的意义是划时代的,比起现在的CPU ,4004显得很可怜,它只有2300个晶体管,功能相当有限,而且速度还很慢。
1978年,Intel 公司首次生产出16位的微处理器命名为i8086,同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集。由于这些指令集应用于i8086和i8087,所以人们也把这些指令集统一称之为X86指令集。这就是X86指令集的来历。 1979年,Intel 公司推出了8088芯片,它是第一块成功用于个人电脑的CPU 。它仍旧是属于16位微处理器,内含29000个晶体管,时钟频率为4.77MHz ,地址总线为20位,寻址范围仅仅是1MB 内存。8088内部数据总线都是16位,外部数据总线是8位,而它的兄弟8086是16位,这样做只是为了方便计算机制造商设计主板。
1981年8088芯片首次用于IBM PC机中,开创了全新的微机时代。
1982年,Intel 推出80286芯片,它比8086和8088都有了飞跃的发展,虽然它仍旧是16位结构,但在CPU 的内部集成了13.4万个晶体管,时钟频率由最初的6MHz 逐步提高到20MHz 。其内部和外部数据总线皆为16位,地址总线24位,可寻址16MB 内存。80286也是应用比较广泛的一块CPU 。
1985年Intel 推出了80386芯片,它X86系列中的第一种32位微处理器,而且制造工艺也有了很大的进步。80386内部内含27.5万个晶体管,时钟频率从12.5MHz 发展到33MHz 80386的内部和外部数据总线都是32位,地址总线也是32位,可寻址高达4GB 内存。 1989年,Intel 推出80486芯片,它的特殊意义在于这块芯片首次突破了100万个晶体管的界限,集成了120万个晶体管。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB 的高速缓存集成在一个芯片内,并且在80X86系列中首次采用了RISC (精简指令集)技术,可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线(Burst )方式,大大提高了与内存的数据交换速度。
1993 年全新一代的高性能处理器Pentium 面世。Pentium 的时钟频率由最 初推出的60MHZ 和66MHZ ,后提高到200MHZ 。最初版本的66MHZ 的PENTIUM 微处 理器,其运算性能比33MHZ 的80486 DX 就提高了3倍多,而100MHZ 的PENTIUM 则 比33MHZ 的80486 DX 要快6 至8 倍。
三、CPU 性能的主要参数
(1)主频
主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz )或千兆赫(GHz ),用来表示CPU 的运算、处理数据的速度。通常,主频越高,CPU 处理数据的速度就越快。主频已从最开始的108Khz 提升到了如今的4Ghz 以上。
(2)缓存
缓存大小是CPU 的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU 速度的影响非常大,CPU 内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。CPU 缓存可以分为一级缓存,二级缓存,部分高端CPU 还具有三级缓存,每一级缓存中所储存的全部数据都是下一级缓存的一部分,这三种缓存的技术难度和制造成本是相对递减的,所以其容量也是相对递增的。
(3)外频
外频即CPU 的外部时钟频率,主板及CPU 标准外频主要有66MHz 、100MHz 、133MHz 几种。此外主板可调的外频越多、越高越好,特别是对于超频者比较有用。
(4)倍频
倍频则是指CPU 外频与主频相差的倍数。例如Athlon XP 2000+的CPU ,其外频为133MHz ,所以其倍频为12.5倍。
(5)接口
接口指CPU 和主板连接的接口。主要有两类,一类是卡式接口,称为SLOT ,卡式接口的CPU 像我们经常用的各种扩展卡,例如显卡、声卡等一样是竖立插到主板上的,当然主板上必须有对应SLOT 插槽,这种接口的CPU 已被淘汰。另一类是主流的针脚式接口,称为Socket ,Socket 接口的CPU 有数百个针脚,因为针脚数目不同而称为Socket370、Socket478、Socket462、Socket423等。
整数处理能力是CPU 运算速度最重要的体现,但浮点运算能力是关系到CPU 的多媒体、3D 图形处理的一个重要指标,所以对于现代CPU 而言浮点单元运算能力的强弱更能显示CPU 的性能。
四、国内外CPU 现状
在2008 年由中科院计算所研制的龙芯3 号芯片成功的推向市场,标志着我国与国外先进的CPU 水平缩小了差距。在目前龙芯系列的推广主要依靠龙芯2 号产品,同时也继续研发1 号芯片和2 号芯片,龙芯3 号芯片主要是以64 位16 核的芯片为主,在目前使用的龙芯1 号芯片和2 号芯片都是单核的形式,所以推广的龙芯3 号要与现在的计算机处理能力相接轨,直接进入到16 核芯片设计,这标志着中国CPU 的跨越式发展。在国外最大的
CPU 制造厂AMD 和Intel 的实力非常雄厚,但是都会遇到技术上的难题,就是如何提升频率,频率作为衡量处理器性能高低的重要因素,高频率就代表的处理器性能高,所以设计者解决完处理器内部缓存容量以及数量等问题后,放弃了对单核处理器的继续研发,在双核技术上不断的找寻新的创新。AMD 和Intel 在双核技术上采用了不同的处理方式,AMD 将两个内核拼凑在一个Die 上,通过构架的连接来提升内部的集成度。而Intel 则是采用了两个独立的内核封装在一起,彼此没有任何的支架连接,所以也可以认为是双芯的技术。在用户的实际使用当中,AMD 的双核技术更加被用户所认可,在管脚、功耗等方面跟单核相差不多,而且不需要对芯片组和主板的更换,升级为双核只需要对BIOS 软件进行刷新就能完成,所以也减少了生产商的投资。虽然双核技术走在了Intel 的设计理念的前面,但是到了2012 年4 月,Intel 发布了IVB 处理器,22nmIvyBridge 会将执行单元的数量翻一番,达到最多24 个,可以最大程度上满足用户的需求,同时在此基础上加入了DX11 的集成显卡,可以最多提供四个USB3.0 的通道。
五、CPU 发展趋势
在2012 年4 月英特尔在北京天文馆正式发布了IVB 处理器,具有22nmIvy Bridge会将执行单元的数量提升翻倍,在技术上继续采用了3D 晶体管,在CPU 的制作上依然是根据摩尔定律来设计的,与此同时ARM 构架的CPU 也将提升晶体管的技术,转变成28nm ,这无疑是计算机世界新的变革,在计算机和移动终端上的使用性能都会有很大的提升。以后CPU 可能发展的趋势有以下三个方面:
(1)减小晶体管体积
所有的芯片都是由很多的晶体管组成的,在英特尔最新发布的32nm 制程的SandyBridge 中的处理器接近有十亿个晶体管组成其系统的内部构造,在芯片上晶体管的数量越多,体积越小,就可以提升其自身的使用性能,但是目前的技术依然停留在32nm 上,所以在以后要突破这个技术难关,创造出新的晶体管结构。
(2)降低功耗
英特尔在2013年推出一款新的3D 晶体管技术,会在电脑和手机终端上进行优化和操作,但是由于英特尔Atom 的处理器在使用的过程中会比ARM 更加的费电,所以在很多的移动设备终端上不会使用Atom 处理器,虽然ARM 的CPU 构造更加简单集成,在移动终端上能够减少功耗,但是随着CPU 技术的不断进步,在新的晶体管内使用的Atom 处理器中会减少最大负荷时释放的热量,提高系统的使用性能。
(3)提升移动终端的使用性能
在智能手机上已经推出了40nm 的四个处理器,运行的速度非常的快。微软在发出WIN8 的ARM 构架处理器设计的同时,英伟达也发布了八核心的ARM 处理器的生产计划,所以未来CPU 的发展趋势不仅可以满足功耗低的功能要求,而且还能生产出ARM 构架的超轻薄笔记本电脑,为用户带来高速的科技体验。
六、结论
由前面的分析可知,未来几年 CPU 的发展主要将从以下几个方面采取措施来提高处理器的性能:
1、采用多模核心+ 超线程技术;
2、增加高速缓存;
3、提高集成度;
4、改进安全技术、无线通信技术、总线结构、接口技术、指令集等。
从多核心处理器的测试结果可以看出,应用程序须与处理器匹配,才能让CPU 的优越性能发挥出来。如果一味地提升CPU 的性能,而没有相匹配的软件运行在 上面,那么CPU 性能提升也无法体现其效果和意义。因此,我们进一步的工作是,应该结合当前CPU 的发
展趋势,设计和开发一些CPU 能运行起来的相关应用软 件,为新一代的软件产业发展指导方向。
参考文献
[1]摩尔定律. 维基百科[OL]
[2]CPU.百度百科[OL]
[3]CPU发展史. 百度百科[OL]
[4]黄海. 浅论CPU 现状及发展趋势[J].河南科技
[5]杨辉旭.22nm 三代酷睿亮相 IVB 发布会现场
[6]卢鑫. 英特尔移动芯片引入3D 晶体管技术业界
褒贬不一[N].网易科技报道
作文六:《CRM的发展趋势》6700字
一.绪论
1.1客户关系管理系统开发的背景:
在竞争激烈的信息时代,企业与客户之间关系管理变得越来越重要,一个成熟的客户关系管理系统是企业提高竞争力,有效运转的必不可少的部分。客户关系管理系统主要帮助企业与客户进行交流,及时提供客户对企业的看法,从而更好的对自身进行管理,提高竞争力。
客户关系管理系统开发的意义
客户关系管理的核心思想是把客户群体看做企业宝贵的外部资源,并尽可能的纳入企业的控制范围内,以增加客户价值为中心,有效满足客户的个性化需求,改善客户关系和提高企业的市场竞争力。客户关系管理系统的开发实施将提高企业销售管理效率,尤其对动态联盟的合作伙伴关系的建立与发展有很重要的决策支持作用,可以使联盟之间的信息快速反应,并且通过多种渠道挖掘和识别市场机会,提高客户满意度,保持与客户的良好关系,降低企业运作成本,为企业创造长期持续的利润来源。1.2国内外发展现状
CRM(CustomerRelationship Manage)是目前国际上管理界和信息技术界共同关注的焦点问题,也成为近年来国际管理界和信息技术界发展最迅速的领域之一。作为一项管理工程,CRM 自有其独特的复杂性,尤其是在中国企业的具体应用
中,更夹杂了部分“中国特色”。在CRM 不断发展的同时,也存在了不少的问题。国外发展现状
国外关于客户关系管理的研究起步较早,众多学者开展了大量的相关研究,虽然这些研究还处在十分零散的状态,但也取得了一些开创性的成果。
第一阶段:20世纪70年代末到80年代初,这是客户关系管理理念萌芽的时期,相关研究主要侧重于理念的探讨;第二阶段:20世纪80年代末到90年代中期,这一时期对CRM 的探讨较第一阶段更为深刻;
第三阶段:20世纪90年代中期到2002年,这一阶段CRM 研究成果更为丰富,已经向实用化阶段迈进,这一时期的CRM 研究侧重实物研究,研究重点也变成CRM;
第四阶段:2002年至今,这一阶段CRM 的研究处于平稳阶段,各项研究继续向深入开展。
国外凭借CRM 起步早,在研究发展过程中积累了丰富的管理和实施经验,软件较为成熟,稳定性高,功能模块健全。当然,国外的CRM 软件的发展也存在一些不足,不过这些不足并不影响它的发展。国内发展现状:
客户关系生命周期描述了客户关系从一种状态(或一个阶段)向另一种状态(或另一个阶段)运动的总体特征。客户
关系生命周期理论是从动态角度研究客户关系的一个十分有用的工具。国内一些学者在这方面做了一些有益的研究。CRM 在我国的市场体系并不完善,我国企业大多还处于CRM 的教育和培育阶段,无论从产品、区域、行业、还是销售来看,整个市场都还不健全。不过CRM 也逐渐被国内企业熟知并应用,较早实施CRM 的企业主要集中于银行、电信、保险、航空等行业,此外主要是一些大型高科技企业。面对国外著名厂商的大量进入,国内软件公司也积极投入到CRM 软件的开发当中。1.3国内外研究现状:
(1).客户关系管理与电子商务的结合问题
电子商务的发展将客户关系管理推向了一个新高度。Forrester 研究所把基于Internet 平台和电子商务战略下的客户关系管理系统称作“eCRM”。他们认为,eCRM是一个把跨通信渠道,跨事物功能和跨用户的客户关系统一在一起的网络中心方法。
电子商务是建立在现代信息技术上的“非接触经济”,交易双方越是“非接触”,客户关系管理就越显得重要。而且电子商务环境下企业的客户不再以地理位置为界限,客户数量远大于传统商务模式下的规模。电子商务模式下,空前的客户规模和即时对客户行为做出反应。这一切要求电子商务企业必须有良好的客户关系管理系统提供支持。
客户关系管理应用在企业电子商务应用构架中承担着关键角色,客户关系管理的成功与否直接导致企业电子商务实践的成败。Bryan Bergeron 认为:网络能够和企业的业务流程整合到其他接触点无法到达的程度。他认为客户关系管理与电子商务整合可以实现快捷性、廉价性、普及性、可塑性、自动记录、低边际成本、个性化等优势。R.H.Terdeman和Mark Sweiger 等人认为在客户关系管理中电子商务与数据仓库是密不可分的,在电子商务模式下缺少数据仓库支持的客户关系管理难以取得成功,这也是未来发展的趋势。
(2).客户关系管理与数据仓库、数据挖掘技术的融合问题实施CRM 的基础就是客户数据,数据仓库是目前国际上解决此问题的比较成熟、应用较为广泛的技术。在CRM 中,数据仓库的目标就是决策支持,数据仓库技术在改善交易系统数据方面取得了显著成效。Chris Todman 认为,材料提取、转换、装载(ETL)等程序建立起来的以CRM 为中心的数据仓库才能满足这一需求。
随着数据仓库技术的应用,越来越多的企业拥有了大量的客户数据,当这些数据的规模称为“海量”数据时,数据挖掘技术在CRM 中的应用就称为必然。数据挖掘就是从庞大的客户数据中挖掘出潜在的、尚不为人知的趋势或模式,从而使企业能更好的进行客户关系管理。(3).客户关系管理与ERP 的集成问题
随着CRM 理论的逐渐成熟及在商业中的应用日渐广泛,关于CRM 与ERP(企业资源规划)的集成问题的相关研究也引起了人们的关注。CRM注重改进企业和客户关系,ERP注重企业内部作业流程,二者的结合将更有利于提高企业的核心竞争力,著名的管理咨询公司Yankee Group 指出,尽管CRM 与ERP 通过不同途径去实现客户的价值,但能把企业前台管理与后台管理完全统和在一起的公司将最终取得成功。二
系统要素方案集的确定
1>前台功能需求1. 企业信息展示
(1). 联盟企业展示:对整个制造联盟的组成、企业文化的展示。
(2). 合作企业展示:对联盟组成企业的详细介绍。2. 产品信息展示
(1). 基本产品信息:对公司已成型的标准产品的展示。(2). 自选产品信息:对客户在标准配件的基础上自己配置的产品以及DIY 产品信息的展示。3. 概念产品展示
(1). 数字化产品展示:对还在设计阶段的产品进行数字化的展示。
(2). 优秀DIY 产品展示:对客户上传的优秀DIY 产品进行
展示。4. 自选产品管理
(1). 标准组件选配:基于标准配件的选择来组合成自己喜欢的产品。
(2). 上传DIY 产品:不拘泥于标准,随心上传自己设计的产品。5. 交易记录查询
(1). 查看全部订单:查看客户所有已经产生的订单记录。(2). 查看完成订单:查看客户已经成功完成的订单记录。(3). 查看未完订单:查看客户还未完成的订单记录。6. 客户服务管理
(1). 订单跟踪:客户可查看所订货物的即时地址,并可根据订单号查询。
(2). 呼叫中心:客户可以在线向管理员咨询问题,并查看管理员的回复。
(3). 留言簿:客户可以留下建议,并与其他客户互动。7. 用户管理
(1). 资料修改:客户修改自己的注册信息。
(2). 系统帮助:客户通过帮助文档了解系统的操作过程。8. 信息共享子系统
(1).ERP 信息共享:共享未完成订单数据,以便ERP 系统及时准备原料。
(2). 工程设计信息共享:共享自选产品数据、客户产品建议,以便该系统更新产品。
(3). 质量管理信息共享:共享客户质量评价,以便及时发现产品缺陷。
(4). 销售管理信息系统共享:共享客户价值、销售预测、售后评价数据,以便制定有针对性的销售策略。
决策支持信息共享:共享交易分析、客户价值、销售预测数据,供高层决策。2>后台功能需求1. 信息管理子系统
(1). 企业信息管理:添加、更新、删除联盟和合作企业的相关信息。
(2). 产品信息管理:对已成型的标准产品信息的维护。(3).DIY 信息管理:管理用户的DIY 信息,包括删除及推荐优秀DIY 。
(4). 概念产品管理:对数字化产品及优秀DIY 产品展示数据的更新。2. 客服管理子系统
(1). 客户服务跟踪:及时更新客户的售后评价、质量评价、产品建议。
(2). 客户意见管理:管理系统前台的留言板,如删除过期信息。
(3). 呼叫中心管理:负责及时回复客户的问题。3. 客户管理子系统
(1). 客户信息查询:查看特定客户的详细信息。
(2). 客户信息分析:根据身份类型或地域对客户信息进行分析,并以图表形式显示结果。
(3). 交易信息查询:查看产品交易记录。
(4). 交易信息分析:根据身份类型、地域或产品类别对交易信息进行分析,并以图表形式显示结果。4. 销售管理子系统
(1). 客户统计报表:对客户数据进行统计,并形成报表。(2). 销售统计报表:对销售数据进行统计,并形成报表。(3). 服务反馈报表:对服务反馈数据进行统计,并形成报表。
(4). 销售预测:基于分析数据(包括对客户信息、交易信息的分析结果)并通过特定函数得到关于销售的预测表,并通过图表形式显示结果。
三.建立系统解释结构模型
3.1实用分析方法(1)可达矩阵
S 0S 1S 2S 3S 4S 5S 6S 7S 8S 9S 10S 11S 12
1111111111111
10100000000000
20010000000000
30001000000000
40000100000000
50000010000000
60000001000000
70000000100000
80100011110110
90000000001000
100000000000100
110000000000010
120011100001001
1个13个13个13个13个13个13个13个12个13个13个13个12个1
(2)层次的处理效果为
S 0
S 0S 8S 12S 1S 2S 3S 4S 5S 6S 7S 9S 10S 11
1111111111111
S 80101000111011
S 120010111000100
S 10001000000000
S 20000100000000
S 30000010000000
S 40000001000000
S 50000000100000
S 60000000010000
S 70000000001000
S 90000000000100
S 100000000000010
S 110000000000001
3.2规范分析方法
S 0S 1S 2S 3S 4S 5S 6S 7S 8S 9S 10S 11S 12
1111111111111
10100000000000
20010000000000
30001000000000
40000100000000
50000010000000
60000001000000
70000000100000
80100011110110
90000000001000
100000000000100
110000000000010
120011100001001
R(S i ) A(S i ) 0.1.2.3.4.5.6.7.8. 9.10.11.124567
1.5.6.7.8.9.10.11910
R(S i ) A(S i ) 045678910
兀(P 1)L1=0L3=1L3=2L3=3L3=4L3=5L3=6L3=7L2=8L3=9L3=10
S 0S 1S 2S 3S 4S 5S 6S 7S 8S 9S 10
00.1.80.2.120.3.120.4.120.5.80.6.80.7.80.80.9.120.8.10
S 11S 12
0.8.110.12
1112
1112
L3=11L2=12
S 0
L 1L 2
08S 12S 1S 23S 4
L 3
S 5S 67S 9S 10S 11
1111111111111
S 80101000111011
S 120010111000100
S 10001000000000
S 20000100000000
S 30000010000000
S 40000001000000
S 50000000100000
S 60000000010000
S 70000000001000
S 90000000000100
S 100000000000010
S 110000000000001
3.3解释结构模型
S
S 8
S 12S 1
5
S 6
S 7
S 10
S 11
2
3
4
S 9
CRM 的发展趋势
1,社交型CRM势不可挡
CRM在企业的应用时可以将各种与物流程,人员和技术结合在一起,实现并保持让客户满意这一目标。不过,长
久以来CRM都无法达成这个理想的目标,原因在于用户与企业的联系仅靠功利性一场强烈的消费所维系,同时以企业为中心向群体消费者扩散的单项关系维护手段绝难去的优秀的效果。
社会化网络的诞生恰恰可以帮助企业达到目标。社会化网络的关系管理模式和交互方式与CRM的客户管理方法可以无缝对接,社会化网络带给CRM最直接的变化包括:化主动为被动,柔化直接销售,关系建立更为可控和可靠,效果指标可考量。
随着Twitter 和Facebook 的流行,越来越多的企业已经意识到社交型CRM已成为一种不可忽略的趋势。从理论上说,准确把握社交网络的脉搏可以促进变革,提高客户忠诚度,并刺激销售,提高服务质量。社交网络为面向客户人员提供了快速收集这类数据的能力。而今,将CRM与社交网络相互连接,形成销售管理,客户服务,员工合作等为一体的管理模式,带来了传统管理模式和管理了理念的新突破。早在2009年,甲骨文公司就已经将目光转向了社交网络所提供的巨大商业潜力,在其推出的SiebelCRM On Demand 产品中融入了SNS功能,该产品的其中一个特性就是将来自内部系统的销售订单数据与外部信息混合在一起,来帮助预测销售机会;另外一种特性则是模仿Facebook 网站的功能,使销售人员可以创建和加入群。
而在国内,首家企业云计算厂商八百客也首次正式提出云计算2.0和CRM2.0的概念,他们宣称将迅速完成OA和CRM的进化论。基于云计算2.0技术平台,乐8将企业社交网络概念引入到企业管理中,实现企业内部员工间高效,透明,便捷的沟通与协作。乐8颠覆了传统的管理理念和管理方式,扭转了员工的工作状态,它能够真正帮助管理者享受到云端管理的乐趣。可见,随着网络的普及,技术的发展,社交型CRM的发展浪潮即将打来,未来5年无疑会成为“社交型2CRM”年,而利用这种新型CRM系统为企业建立并维护客户关系,无疑将成为企业发展的新思路。2,基于云的CRM服务将继续获得进一步发展
传统的CRM其实就是员工在公司内部讨论分析用户的相关信息,然而真正的有价值的用户信息还是存在于公司的外部。用户自己的行为活动以及相关社交网络信息将最能反映用户的兴趣以及需求,掌握住这部分信息将对企业做好CRM起至关重要的作用。基于云的应用程序非常适合收集这些信息,并且能够将它们转化为有用的情报。
基于云的CRM是通过Iternet为各种规模的企业提供CRM应用程序。CRM可以在不提高市场预算的前提下有效提高商机数量增长;减少业务员工作量,规范销售工作流程,解决效果过程中的撞单,忘单等现象;缩短客户服务解决时间,提高客户满意度;定期维护核心客户,提高客户忠
诚度.3,
根据客户反馈及时调整流程改进顺序
CRM在之前的发展过程中一直提倡以“客户为中心”,但是并没有针对客户的反馈做好改进工作。客户的反馈真正体现了客户的需求,提高客户满意度应该重视用户的反馈信息。不过,根据进来CRM的发展来看,企业将会逐渐尝试根据用户的反馈调整流程改良顺序,协助办公室的员工们更好的了解现场客户的需求。如果能够以调查结果,客户访问,社交情感数据等形式公司中的员工提供更多的客户反馈,那么这将可以更好地帮助员工理解他们的对策对客户所产生的影响。
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作文七:《CADCAM的发展趋势》18400字
毕 业 论 文
题目:CAD/CAM的发展趋势
学 院
年 级
专 业 数 控 学 号
学生姓名
指导教师
2011 年 3 月
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第II页
毕业设计(论文)鉴定表
院 系 四川科技职业学院 专 业 数控 年 级 姓 名 题 目 CAD/CAM的发展趋势
指导教师
评 语
过程得分: (占总成绩20%)
是否同意参加毕业答辩 同意
指导教师 (签字)
答辩教师
评 语
答辩得分: (占总成绩80%)
毕业论文总成绩 等级:
答辩组成员签字
年 月 日
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第III页
毕业设计(论文)任务书
班 级 学生姓名 学号
发题日期:2010 年 12 月 日 完成日期:2011年 3月 日 题 目 CAD/CAM的发展趋势
、本论文的目的、意义 1
2、学生应完成的任务
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第IV页
3、论文各部分内容及时间分配:(共 20 周)
第一部分 查询资料 收集理论知识 ( 3 周)
第二部分 询问导师,学长,资深人士 (3 周)
分 基本资料齐备,完成原稿 ( 6 周) 第三部
第四部分 导师审阅,修改原稿 ( 4 周)
第五部分 完成论文,复查合格 ( 3 周)
评阅及答辩 ( 1 周)
备 注
指导教师: 年 月 日
审 批 人: 年 月 日
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第V页
摘 要
论文题目:CAD/CAM的发展趋势,通过对CAD/CAM的简介与历史 ,了解其发展历程,对什么是CAD/CAM有初步的认识。
然后观察目前社会状态,目前CAD/CAM的国内外应用情况,判断其发展趋势,前景。
列举国内外的应用软件,对发展趋势的判断,以及对发展趋势的总结,最后叙述发展趋势的表现特征。
对CAD/CAM的发展趋势的要点,以及表现特征进行说明,对未来的软件要求,对发展趋势的社会需求等。
总结CAD/CAM的发展初始到未来趋势,做出个人见解,完成论文。
最后致谢,例举参考文献。
关键字:[ 简介 历史 应用 发展趋势 表现 ]
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第VI页
目 录
毕业论文 ................................................... I 第一章CAD/CAM的简介与历史 ................................. 2
1.1 CAD/CAM简介 ................................................. 2
1.2 CAD/CAM的发展历史 ........................................... 2 第二章(CAD/CAM的应用情况 ................................. 4 第三章CAD/CAM目前社会状态 ................................. 6
3.1.国外软件...................................................... 6
3.2. 国内软件..................................................... 7
3.3. 目前CAD/CAM软件二次开发情况................................. 8
四(CAD/CAM的发展趋势 ..................................... 9
4.1.集成化........................................................ 9
4.2.网络化........................................................ 9
4.3.智能化........................................................ 9
4.4..参数化....................................................... 9
五CAD/CAM发展趋势的表现特征 .............................. 11
5.1.标准化....................................................... 11
5.2.集成化技术................................................... 11
5.3.应用人工智能技术............................................. 11
5.4.网络技术的应用............................................... 11
5.5.多学科多功能综合产品设计技术................................. 11
5.6.逆向工程技术的应用........................................... 11
5.7.快速成形技术................................................. 12
结 论 ..................................................... 13 致 谢 ..................................................... 14 参考文献 .................................................. 15
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第VII页
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第2页
第一章CAD/CAM的简介与历史
1.1 CAD/CAM简介
CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作 。简称cad。
CAM(puter Aided Manufacturing,计算机辅助制造):利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。
在工程和产品设计中,计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案;各种设计信息,不论是数字的、文字的或图形的,都能存放在计算机的内存或外存里,并能快速地检索;设计人员通常用草图开始设计,将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成;由计算机自动产生的设计结果,可以快速作出图形显示出来,使设计人员及时对设计作出判断和修改;利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
CAD 能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动,专注于设计本身,缩短设计周期和提高设计质量。
它输入信息是零件的工艺路线和工序内容,输出信息是刀具加工时的遇到轨迹 (刀位文件)和数控程序。
CAM的核心是计算机数值控制 (简称数控),是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。
1.2 CAD/CAM的发展历史
20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统,开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。
60年代初期出现了cad 的曲面片技术,中期推出商品化的计算机绘图设备。
70年代,完整的cad 系统开始形成,后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器 , 推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备,促进了cad技术的发展。
80 年代,随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现,工程工作站问世 ,CAD技术在中小型企业逐步普及。
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第3页
80 年代中期以来,CAD 技术向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出,为CAD技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用;系统构造由过去的单一功能变成综合功能,出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统;固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用,极大地提高了CAD系统的性能;人工智能和专家系统技术引入CAD,出现了智能CAD技术,使CAD 系统的问题求解能力大为增强,设计过程更趋自动化。现在,CAD已在电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用
1952年美国麻省理工学院首先研制成数控铣床。数控的特征是由编码在穿孔纸带上的程序指令来控制机床。此后发展了一系列的数控机床,包括称为“加工中心”的多功能机床,能从刀库中自动换刀和自动转换工作位置,能连续完成锐、钻、饺、攻丝等多道工序,这些都是通过程序指令控制运作的,只要改变程序指令就可改变加工过程,数控的这种加工灵活性称之为“柔性”。
加工程序的编制不但需要相当多的人工,而且容易出错,最早的CAM便是计算机辅助加工零件编程工作。麻省理工学院于1950年研究开发数控机床的加工零件编程语言APT,它是类似FORTRAN的高级语言。增强了几何定义、刀具运动等语句,应用APT使编写程序变得简单。
纵观CAD与CAM的历史发展来看,说明CAD/CAM发展迅速,现代需求更是很大,应用极为广泛。
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第4页
第二章(CAD/CAM的应用情况
以汽车工业为例,说明国内外机械CAD/CAM技术的应用情况。CAD/CAM在汽车工业中的技术应用状况
汽车工业代表着一个国家机械制造业发展的水平,一直是CAD/CAM技术应用的先锋和大户。下面就以汽车工业为例,说明国内外机械CAD/CAM技术的应用状况。
国际上,美国福特汽车公司在CAD/CAM技术方面处于领先地位。早在80年代初,福特公司就着手CAD/CAM系统的规划,建成了以工作站为主体的环形网络系统;1985年已经有一半以上的产品设计工作使用图形终端实现;1986年新开发的TAURUS和SABLE轿车,大约70%的外板件采用CAD/CAM;90年代初全面实行产品开发的CAD/CAM,应用率可达100%。福特公司1990年工作站已达2000台,以FGS工作站(约占70%)和CV工作台(约占18%)为主,其应用软件主要为自行开发的PDGS和CAD/CAM。1993年以后,福特汽车公司提出了C3P(CAD/CAE/CAM/PDM)概念,并决定今后将采用I-DEAS软件作为 其主流核心软件。
日本三菱汽车公司1960年从冲模的NC数控加工着手,以CAD/CAE/CAM为动力,对从设计到制作的各项工程踏踏实实地进行了改革,至今,已形成了从车型款式设计到车身组装的新车型开发的完整的CAD/CAE/CAM系统。
法国雷诺汽车公司应用Euclid软件作为CAD/CAM的主导软件,目前已有95%的设计工作量用该软件完成,并开发出很多适合汽车工业需求的模块,如用于干涉检查的Megavision,用于钣金成形分析的OPTRIS等。
德国各大汽车公司普遍采用CATIA作为其CAD/CAM系统的主导软件。1994年,德国大众集团决定用CATIA和Pro/Engineer作为其将来开发新车型的主导CAD系统。
我国的CAD/CAM工作始于70年代,发展迅速,已取得了良好的经济效益。少数大型企业,如一汽、二汽等,已建立起比较完整的CAD/CAM系统,其应用水平也接近国际先进水平。许多中小企业应用CAD/CAM技术在保证产品质量、提高劳动率等方面也取得了显著的经济效益。但是总的说来,国内在CAD/CAM技术应用的深度和广度方面与国外先进水平相比还有很大差距。随着社会主义市场经济的发展,国有企业需要对传统的产品结构、生产设备和管理模式进行改造,以提高企业的活力和适应市场的应变能力,而采用CAD/CAM技术被认为是唯一的出路。
我国开展CAD/CAM技术应用工作并不算晚;通过引进,不少企业的软、硬件条件与
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第5页 国外相比也相差不大。但是,国内的CAD/CAM应用与国外先进水平相比存在较大的差距。原因是:
原有经济体制的弊端。采用CAD/CAM技术投资大,有较大风险,效益回报有一定的滞后期,导2.2产品数据交换标准建立统一的产品数据交换标准是实现CAD/CAM技术集成化的必要条件。复杂机械产品的生产需要不同企业、部门的分工协作完成。由于产品信息是在不同的地点、不同的计算机和不同的CAD/CAM系统中产生,造成同一转机械启停机及正常运行时的特性,可分为转速上升、转速下降、转速不变、转速变化等。负
荷状态可分为满载、空载、部分载荷、载荷骤增和骤减等。
管理上的缺陷。由于条块分割,重复引进,企业相互之间缺乏必要的交流和协作,影响了CAD/CAM技术效益的发挥。
人才培养的不足。福特等企业之所以CAD/CAM技术应用得好,是因为得益于几十年来一直大力开展CAD/CAM应用而积淀下来的宝贵经验以及培养出了一支高水平的技术队伍。现在国内既懂计算机软、硬件,又有丰富专业知识的人才奇缺,而这恰是企业最为宝贵的财富。
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第6页
第三章CAD/CAM目前社会状态
在现代机械制造业中,模具工业已成为国民经济中的基础工业,许多新产品的开发和生产,在很大程度上依赖于模具制造技术,特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。
模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一,直接影响着国民经济中许多部门的发展。
模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的,它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。CAD/CAM技术的迅猛发展,软件、硬件水平的进一步完善,为模具工业提供了强有力的技术支持,为企业的产品设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择。
首先国外的软件介绍:
3.1.国外软件
Unigraphics(UG):UG起源于美国麦道(MD)公司的产品,1991年11月并入美国通用汽车公司EDS分部。UG由其独立子公司UnigraphicsSolutions开发,是一个集CAD/CAM/CAE于一体的机械工程辅助系统,适用于航空、航天、汽车、通用机械以及模具等的设计、分析及制造工程。UG是将优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起,还提供了二次开发工具GRIP、UFUNG、ITK,允许用户扩展UG的功能。
AutoCADAuto : CAD是美国Autodesk公司开发的一个具有交互式和强大二维功能的绘图软件,如二维绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能,同时有部分三维功能。AutoCAD软件是目前世界上应用最广 的CAD软件,占整个CAD/CAE/CAM软件市场的37%左右,在中国二维绘图CAD软件市场占有绝对优势。
MDT(MechanicalDesktop): MDT是Autodesk公司在基于参数化特征实体造型和曲面造型的CAD/CAM软件,它以三维设计为基础,集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体,为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。据称目前已经装机2万余套,国内已销售近千套。
SolidWorks: SolidWorks是由美国SolidWorks公司于1995年11月研制开发的基于Windows平台的全参数化特征造型的软件,SolidWorks是世界各地用户广泛使用,富有技术创新的软件系统,已经成为三维机械设计软件的标准。它可以十分方便地实现复
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第7页 杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好,用户易学易用。SolidWorks软件于1996年8月由生信国际有限公司正式引入中国以来,在机械行业获得普遍应用,目前用户已经扩大到三十多万个单位。
3.2. 国内软件
PICAD: PICAD系统及系列软件是中科院凯思软件集团及北京凯思博宏应用工程公司开发的具有自主知识产权的CAD软件。该软件具有智能化、参数化和较强的开放性,对特征点和特征坐标可自动捕捉及动态导航;系统提供局部图形参数化、参数化图素拼装及可扩充的参数图符库;提供交互环境下的开放的二次开发工具,用户可以任意增加功能或开发专业应用软件。PICAD是国内商品化最早、市场占有率最大的CAD支撑平台及交互式工程绘图系统,自从1991年推出中国第1个商品化的二维CAD系统以来,PICAD的用户已经遍及各行业及各省市,至今装机量已超过数万套。
高华CAD:高华CAD软件包括机械设计及绘图系统GHMDS、计算机辅助绘图支撑系统GHDrafting、工艺设计系统GHCAPP、产品数据管理系统GHPDMS、三维几何造型系统GHGEMS及自动数控编程系统GHCAM。其中GHMDS是基于参数化设计的CAD/CAE/CAM集成系统,具有全程导航、图形绘制、明细表的处理、全约束参数化设计、参数化图素拼装、尺寸标注、标准件库、图像编辑等功能模块。
CAXA:CAXA电子图板是一套高效、方便、智能化的通用中文设计绘图软件,可帮助设计人员进行零件图、装配图、工艺图表、平面包装的设计,适合所有需要二维绘图的场合,使设计人员可以把精力集中在设计构思上,彻底甩掉图板,满足相关行业的设计要求。
CAXA-ME是一套数控编程和三维加工软件,具有强大的造型功能,可快速建立各种复杂的三维模型,它为数控加工行业提供了从造型、设计到加工代码生成、加工仿真、代码校验等一体化的解决方案。其中的CAXA注塑模设计(CAXA-IMD)是一套中文注塑模专业CAD软件,该软件提供注塑模标准模架和零件库,以及塑料、模具材料和注射机等设计参数数据库,可随时查询、检索;并能自动换算型腔尺寸,对模具进行各种计算。使用该软件,设计人员不必翻找设计手册即可轻松设计模具。
GS-CAD98: GS-CAD98是浙江大天电子信息工程有限公司开发的基于特征的参数化造型系统的软件。它是一个具有完全自主知识产权的基于中文Windows95/NT平台的三维CAD系统,该软件是在国家“七五”重大攻关及863/CIMS主题目标产品开发成果的基
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第8页 础上,参照SolidWorks的用户界面风格及主要功能开发完成的。它包括实体、草图、参数化特征造型及高级曲面造型技术以及采用自适应参数关联技术来保证从设计到制造过程中各个环节的一致性。
金银花系统(Lonicera): 金银花系统是由广州红地技术有限公司开发的基于STEP标准的CAD/CAM系统。该系统是国家科委863/CIMS主题在“九五”期间科技攻关的最新研究成果。它是基于STEP标准的CAD/CAM系统,该软件主要应用于机械产品设计和制造中,它可以实现设计/制造一体化和自动化。
该软件采用面向对象的技术,使用先进的实体建模、参数化特征造型、二维和三维一体化、SDAI标准数据存取接口的技术;具备机械产品设计、工艺规划设计和数控加工程序自动生成等功能;同时还具有多种标准数据接口,如STEP、DXF等;支持产品数据管理(PDM)。目前金银花系统的系列产品包括:机械设计平台MDA、数控编程系统NCP、产品数据管理PDS、工艺设计工具MPP。机械设计平台MDA1.7版已投放市场,MDA99版也已发布,目标是向国外三维CAD软件发出强有力的挑战。
3.3. 目前CAD/CAM软件二次开发情况
如上所述,许多商品化的CAD/CAM系统在模具行业中得到了广泛应用,但由于这些CAD/CAM系统都是作为通用机械设计与制造软件来设计的,没有特别针对模具,为了提高模具设计的效率与正确率,需要对其进行二次开发。
在微机平台上开发CAD/CAM软件方面我国与国外起点差不多,都是使用VisualC++或OpenGL等工具进行软件开发,国内许多高校、软件公司和企业在此基础上开发出了先进的、有自己特色的、符合中国用户习惯的CAD/CAM软件或模块,其中有一些成果已经得到了推广和使用[7]。
如华中科技大学1997年推出了HSC2.0注射模CAD/CAE/CAM集成系统,该系统以AutoCAD软件包为图形支撑平台,包括模具结构设计子系统,结构及工艺参数计算校核子系统,塑料流动、冷却等子系统。合肥工业大学基于AutoCAD与MDT的三维参数化注射模系统IPMCADV4.0。
另外,众多的科研单位和企业也针对具体应用开发了众多的插件和模块,如武汉汽车工业大学开发了基于SolidWorks的三维标准件库3DPARTLIB等。
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第9页
四(CAD/CAM的发展趋势
4.1.集成化
集成化是CAD/CAM技术发展的一个最为显著的趋势。它是指把CAD、CAE、 CAPP、CAM以至PPC(生产计划与控制)等各种功能不同的软件有机地结合起来,用统一的执行控制程序来组织各种信息的提取、交换、共享和处理,保证系统内部信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。
国内外大量的经验表明,CAD系统的效益往往不是从其本身,而是通过CAM和PPC系统体现出来;反过来,CAM系统如果没有CAD系统的支持,花巨资引进的设备往往很难得到有效地利用;PPC系统如果没有CAD和CAM的支持,既得不到完整、及时和准确的数据作为计划的依据,订出的计划也较难贯彻执行,所谓的生产计划和控制将得不到实际效益。
因此,人们着手将CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系统有机地、统一地集成在一起,从而消除"自动化孤岛",取得最佳的效益。
4.2.网络化
21世纪网络将全球化,制造业也将全球化,从获取需求信息,到产品分析设计、选购原辅材料和零部件、进行加工制造,直至营销,整个生产过程也将全球化。
CAD/CAM系统的网络化能使设计人员对产品方案在费用、流动时间和功能上并行处理的并行化产品设计应用系统;能提供产品、进程和整个企业性能仿真、建模和分析技术的拟实制造系统;能开发自动化系统,产生和优化工作计划和车间级控制,支持敏捷制造的制造计划和控制应用系统;对生产过程中物流,能进行管理的物料管理应用系统等。
4.3.智能化
人工智能在CAD中的应用主要集中在知识工程的引入,发展专家CAD系统。专家系统具有逻辑推理和决策判断能力。它将许多实例和有关专业范围内的经验、准则结合在一起, 给设计者更全面,更可靠的指导。应用这些实例和启发准则,根据设计的目标不断缩小探索的范围,使问题得到解决
4.4..参数化
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第10页
给于目标建模,进行的几何约束,人工智能的几何推理,生成的过程构造,对生成物进行描述,自动生成所需目标。 CAD/CAM的发展必然遵循这个趋势,也就是遵循有使用价值的趋势,那目前这个趋势的表现是什么,
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第11页
五CAD/CAM发展趋势的表现特征 5.1.标准化
CAD/CAM系统可建立标准零件数据库,非标准零件数据库和模具参数数据库。标准零件库中的零件在CAD设计中可以随时调用,并采用GT(成组技术)生产。非标准零件库中存放的零件,虽然与设计所需结构不尽相同,但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改,从而加快设计过程,典型模具结构库是在参数化设计的基础上实现的,按用户要求对相似模具结构进行修改,即可生成所需要的结构。
5.2.集成化技术
现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成,更应该强调技术、人和管理的集成。在开发模具制造系统时强调“多集成”的概念,即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成,这更适合未来制造系统的需求。
5.3.应用人工智能技术
应用人工智能技术实现产品生命周期(包括产品设计、制造、使用)各个环节的智能化,实现生产过程(包括组织、管理、计划、调度、控制等)各个环节的智能化,以及模具设备的智能化,也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。 5.4.网络技术的应用
网络技术包括硬件与软件的集成实现,各种通讯协议及制造自动化协议,信息通讯接口,系统操作控制策略等,是实现各种制造系统自动化的基础。目前早已出现了通过Internet实现跨国界模具设计的成功例子。
5.5.多学科多功能综合产品设计技术
未来产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识,而且还用到电磁学、光学、控制理论等知识。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计,以追求模具产品动静态特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。 5.6.逆向工程技术的应用
在许多情况下,一些产品并非来自设计概念,而是起源于另外一些产品或实物,要在只有产品原型或实物模型,而没有产品图样的条件下进行模具的设计和制造以便制造出产品。
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此时需要通过实物的测量,然后利用测量数据进行实物的CAD几何模型的重新构造,这种过程就是逆向工程RE(ReverseEngineering)。逆向工程能够缩短从设计到制造的周期,是帮助设计者实现并行工程等现代设计概念的一种强有力的工具,目前在工程上正得到越来越广泛的应用。
5.7.快速成形技术
快速成形制造技术RPM(RapidPrototyping&Manufacturing)是基于层制造原理,迅速制造出产品原型,而与零件的几何复杂程度丝毫无关,尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。
它不仅能够迅速制造出原型供设计评估、装配校验、功能试验,而且还可以通过形状复制快速经济地制造出产品模具(如制造电极用于EDM加工、作为模芯消失铸造出模具等),从而避免了传统模具制造的费时、高成本的NC加工,因而RPM技术在模具制造中日益发挥着重要的作用。
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结 论
近年来, 随着我国正式加入WTO,经济全球化和信息化使我国制造企业的竞争环境、发展模式和活动空间等发生了深刻变化,这些变化对我国制造企业提出了严峻的挑 战。
如何提高自身的核心竞争力已成为制造企业关注的焦点。在机械CAD/CAM的应用方面,经过这几十年的发展,我国机械CAD/CAM的应用有了长足的发展,机械CAD/CAM技术已经被广泛应用于我国企业。
在机械CAD/CAM人才方面,在政府的大力支持下,高校和企业培养了一大批模具CAD/CAM软件开发及应用人才。CAD/CAM技术的进步始终与工程实际相结合,它在我国的应用和发展必将对制造企业产生深远的影响,对提高我国制造企业核心竞争力起到举足轻重的作用。
随着市场竞争的日益激烈,用户对产品的质量、成本、上市时间提出了越来越高的要求。
CAD/CAN技术是加快产品更新换代,增强企业竞争能力的最有效手段。企业应看清应用CAD/CAM技术带来的进步性,并以自身为基础,借鉴同行各企业应用推广的经验,灵活应用CAD/CAM技术,加快企业的设计制造一体化发展。
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第14页 致 谢
光阴荏苒,日月如梭,在井大的三年学习时间即将过去。在漫长的人生旅程中,三年时间并不算长,但对我而言,是磨砺青春、挥洒书生意气的三年,也是承受师恩、增长才干、提高学识的三年。在此,我特别要感谢我的论文指导老师易侃黎先生。
就本篇毕业论文总结报告而言,从提纲、草拟、修改到最后定稿,易老师都给予了一而再、再而三的精心批阅,每个环节都凝结老师努力的付出和辛劳的汗水。
感谢帮助过我的学长,并且感谢我们的主任导师文老师。
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第15页
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作文八:《GIS的发展趋势》2900字
GIS 未来十年的发展趋势
姓名 :陈华 学号 :2011111084
摘要:地理信息系统 (GIS ) ,以地理学的基础理论为依托 ,脱胎于地图学 , 计算机科学是其技术支撑 , 遥感和 GPS 是其重要的数据源等的一门综合性交叉 学科。正因为是交叉学科 ,所以 GIS 的发展很大程度上取决于其他学科的发 展 ,可以说 ,如若其相关学科停滞不前 ,那么 GIS 本身的发展很困难。 关键词:GIS ;发展趋势
GIS 技术的发展始终与计算机信息技术息息相关 , 随着计算机技术领域中面 向对象技术、软件集成技术和网络技术的发展 , 地理信息系统的发展也变化着。 从 系 统 角 度 看 , 在 未 来 的 几 十 年 内 。 地 理 信 息 将 向 着 数 据 标 准 化 (interoperableGIS ) 、数据多维化(3D&4DGIS)系统集成化(ponentGIS ) 、 系统智能化(CybeGIS ) 、平台网络化(WebGIS )和应用社会化(数字地球)的方 向发展。
1 发展趋势
1.1 数据标准化
支持 GIS 工作的数据结构及数据交换格式的统一标准化 , 提供 GIS 工作基础 数据接口的标准化。包括建立开放地理信息系统 (OpenGIS)的互操作标准 , 寻求 网络地理信息系统数据和空间数据处理服务的标准方法等。 现在国际上这种地理 数据标准化组织有 OGC 和 ISOTC/211等 , 这些组织是非赢利性质的 , 他们认为地 理信息的发展最重要的是数据标准化 , 在同一标准下做服务 , 可以减少操作的 复杂性 , 数据接口判定容易 , 使我们能够使用两个以上服务器的数据。这种跨平 台网络应用使大家都受益 , 使国际地理信息数据标准化 , 加强了各部门的合作 , 避免重复和竞争 , 利用标准化的数据发展各自领域。
1.2 数据多维化(3D &4DGIS )
GIS 处理的空间数据,从本质上说是三维连续分布的。但是,目前 GIS 的主 要应用还停留在处理地球表面的数据上, 大多数 GIS 平台都支持点、 线、 面三类 空间物体, 不能很好地支持曲面 (体 ) , 这主要是因为三维 GIS 在数据的采集、 管 理、 分析、 显示和系统设计等方面要比二维 GIS 复杂得多。 尽管有些 GIS 软件还 采用建立数字高程模型的方法来处理和表达地形的起伏, 但涉及到地下和地上的
三维的自然和人工景观就显得无能为力, 只能把它们先投影到地表, 再进行处理, 这种方式实际上还是以二维的形式来处理数据的。 这种试图用二维系统来描述三 维空间的方法,必然存在不能精确地反映、分析和显示三维信息的问题。
三维 G1S 目前的研究重点集中在三维数据结构 (如数字表面模型、断面、柱 状实体等 ) 的设计、优化与实现,以及可视化技术的运用、三维系统的功能和模 块设计等方面。
另一方面, 地理信息系统所描述的地理对象往往具有时间属性, 即时态。 随 着时间的推移, 地理对象的特征会发生变化, 而这种变化可能是很大的, 但目前 大多数地理信息系统都不能很好地支持地理对象和组合事件时间维的处理。 许多 GIS 应用领域的要求都是基于时间特征的, 如区域人口的变化、 平均年龄的变化、 洪水最高水位的变化等。 对这样的应用背景, 仅采取作为属性数据库中的一个属 性不能很好地解决问题, 因此, 如何设计并运用四维 GIS 来描述、 处理地理对象 的时态特征也是 GIS 的一个重要研究领域。
1.3 系统集成化
GIS 软件部件的面向对象化 , 使 GIS 软件具有不同功能 , 可实现互操作和自 我管理的软件组件 , 使数据不仅能在应用系统内传输 , 还能在系统间交流。通过 面 向 对 象 技 术 和 集 成 技 术 , 利 用 对 象 链 接 和 嵌 入 技 术 OLE(Object LinkingandEmbedding) 、 放式数据库互链技术 ODBC( OpenDataBaseConnectivity) 等为用户提供简单、 标准、 透明的公共编程接口。 所谓的编程接口就是软件系统 不同组成部分衔接的约定。 程序设计中 , 编程接口的设计首先要使系统的职责得 到合理划分。 良好的接口设计可以降低系统各部分的相互依赖 , 提高组成单元的 独立性。 系统集成使系统功能强大 , 好的数据接口又使系统集成后 , 不至于因庞 大而显笨拙 , 操作灵活、 独立。 例如将 “云” 计算应用到 GIS 中, 所谓 “云 GIS” , 就是 “云计算 ”和 GIS 的结合 ,实际上是 GIS 的平台、软件和地理空间信 息 能够方便 、高效地部署到 “云 ”基础设 施之上 ,能够以弹性的 、按需 获取的方式提供最广泛的基于 Web 的服务。
1.4 平台网络化
GIS 的工作平台逐步从单机转入网络工作环境 ,GIS 引入互连网使 GIS 可实 现网上发布、 浏览、 下载 , 实现基于 Web 的 GIS 查询和分析。 不同地点计算机之 间的沟通需要一种协议 , TCP/IP协议使真正的网络诞生。 蒂姆 伯纳斯 -李在 20
世纪 80年代末发明了超文本连接语言 HTML(HyperTextMarkup Language), 让身 处 世 界 各 地 的 人 能 够 轻 松 共 享 信 息 , 他 给 这 个 成 型 的 系 统 命 名 为 WorldWideWeb (万维网 ), 采用的传输协议是 TCP/IP协议。 但是 HTML 无法描述 矢量图形、 科技符号和一些其他的特殊显示效果 , 不适合 GIS 网上工作。 在 HTML 和 SGML 基础上发展起来的可扩展语言 XML, 是定义语言的语言 , 是基础语言。 在基础语言之上开发了应用语言 , 有基于地理数据的 GML, GML语言是用行业标 准化以后的行业标准应用语言 , 而不是自己开发 , 认可这个标准后 , WebGIS实 现也就容易多了。
1.5 应用社会化
随着计算机、 网络技术等的不断深入 , WebGIS是 Internet 技术应用于 GIS 开 发的产物。 GIS 通过 WWW 功能得以扩展 , 真正成为一种大众使用的工具。从 WWW 的任意一个节点 , Internet用户可以浏览 WebGIS 站点中的空间数据、 制作 专题图 , 以及进行各种空间检索和空间分析 , 从而使 GIS 进入千家万户。
2 结语
用户的需要、技术的进步和应用方法理论的提高等因素,深深地影响着 GIS 的发展,而网络技术日新月异的飞速发展更是大大加速了 GIS 普及应用的进程, 最终将帮助人类实现建立“数字化地球”的梦想 , 最大限度的方便人类的生产生 活是 GIS 发展的终极目标。
参考文献
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[3]英晓巍 . 当前计算机技术与 GIS 发展趋势 [N].信息科学 .
作文九:《GIS的发展趋势》3300字
GIS 的发展趋势
趋于综合性发展
GIS 、遥感(RS )和全球定位系统(GPS ) 3S 集成技术的发展在世界各国引起了普遍重 视。 RS 主要侧重于信息获取和动态监测; GIS 主要是空间信息的管理、分析; GPS 是空间 定位、导航。 GIS 的综合性发展趋势还体现在与 OA 、 Internet 、多媒体、虚拟现实等技术的 集成。
开放式 GIS
GIS 数据共享和交互式操作促进 GIS 社会化发展。开放式 GIS 协会(OGC )打破当前 GIS 业各地区、各单位、各企业各自为营的局面,促进 GIS 社会化发展。
产业化发展
GIS 产业对象主要包括:硬件、软件、数据采集与数据转换、电子数据、遥感信息获取 与处理、系统开发与集成、咨询与技术服务。
向组件式发展
采用面向对象技术开发组件式 GIS 是 GIS 软件发展的必然趋势, GIS 软件的可配置性、 可扩展性和开放性将更强,进行二次开发将更方便。
WEB GIS
该部分内容待完善。
地理信息系统空间分析的发展趋势
GIS 技术的应用极大地促进了空间分析的需求和应用。 GIS 应用的最高目标是空间决 策支持,而空间决策支持的核心必然是空间分析。因此,基于 GIS 的空间分析的发展方向 为:
由空间分析向时空分析领域拓展
万事万物均处在一定的时空坐标系中,时间、空间和属性是地理实体的 3 个基本特征, 时空(Spatio-temporal )分析是指用于描绘随时间动态变化的空间物体和空间现象特征的一 系列技术, 其分析结果依赖于事件的时空分布。 时空数据库模型的研究起步于 20 世纪 90 年 代, 由于时空数据库的复杂性, 对它的研究目前仍处于理论阶段, 尚无成熟的商品化软件平 台问世,故建立在其上的时空分析进展缓慢。随着近期计算机技术和 GIS 的飞速发展,作 为客观现实世界抽象和表示的时空数据模型日渐成为人们关注的热点课题。
时空分析的有效模型
基于 GIS 的空间分析和 CI 的融合,将该领域拓展到计算科学、统计学、数学、物理 学、神经系统科学、认知学、电子工程、计算地理学等领域,使得 GIS 可以将这些学科的 最新成果应用于空间决策支持。另外, CI 技术之间的相互结合更加拓展了空间分析的应用 领域, 如模糊逻辑与模糊神经网络相结合的模糊神经网络, 神经网络与遗传算法和免疫算法 相结合探询网络结构和权重优化等。 将 CI 技术与 SDA 相结合, 在 GIS 环境下建立时空一
体化的时空过程模拟分析引擎已成为 SDA 的一项重要内容。
与时空分析模型高度融合
由于需求和描述对象的多样化, 建模时需要考虑各种不同情况, 集成多个动态模型, 建 立基于 GIS 的统一时空分析构架(图 1) 。例如,对空间地理事件的对比和评价可以用传统 的 AHP 方法结合神经网络模型来综合评价; 对空间地理事件的发展趋势如城市面积的发展 演变可以通过事件驱动的仿真形式结合细胞自动机模型来描述;一些基于输入一输出的事 件,例如时空经济分析等可以采用 “ 黑箱 ” 方法(如 Neural Networks 模型)或基于 CI 的混 合方法等。 同时, 将对不同领域适用的空间分析模型组织整合到一个统一框架中, 结合专家 经验和先验知识, 进行有效的组织、 调度和通讯, 使其从环境接受感知信息, 进行协同工作, 执行各种智能决策行为,这也正是目前智能体(agent )所要研究和解决的问题,最终目标 是使 G1S 与时空分析模型成为高度融合的时空决策集成平台。
特点
GIS 的操作对象是空间数据
空间数据包括地理数据、属性数据、几何数据、时间数据。 GIS 对空间数据的管理与操 作,是 GIS 区别于其它信息系统的根本标志,也是技术难点之一。
GIS 的技术优势在于它的空间分析能力
GIS 独特的地理空间分析能力、 快速的空间定位搜索和复杂的查询功能、 强大的图形处 理和表达、空间模拟和空间决策支持等,可产生常规方法难以获得的重要信息,这是 GIS 的重要贡献。
GIS 与地理学、测绘学联系紧密
地理学是 GIS 的理论依托, 为 GIS 提供有关空间分析的基本观点和方法。 测绘学为 GIS 提供各种定位数据,其理论和算法可直接用于空间数据的变换和处理。
基本功能
⑴ 数据的采集、检验与编辑
数据的采集与编辑主要用于获取数据,保证 GIS 数据库中的数据在内容与空间上的完 整性。
⑵ 数据转换与处理
其目的是保证数据在入库时在内容上的完整性, 逻辑上的一致性。方法主要有数据编 辑与处理、错误修正;数据格式转化,包括:矢量、栅格转化,不同数据格式转化;数据比 例转化,包括:平移、旋转、比例转换、纠正等;投影变换,主要是投影方式变换;数据概 化,主要是平滑、特征集结;数据重构,主要是几何形态变换(拼接、截取、压缩、结构) ; 地理编码,主要有根据拓扑结构编码。
组成
空间数据
空间数据包括地理数据、属性数据、几何数据、时间数据。
系统硬件
单机模式由基本外设、处理 设备和输出设备构成,适用于小型 GIS 模式建设。局域网 模式有专线连接,适用于部门或单位内部 GIS 建设。广域网模式由公共通讯连接,局部范 围为局域网,通过若干通道与广域网连接,不适合专线连接。
系统软件
系统软件关系到 GIS 软件和开发语言使用的有效性,是 GIS 软硬件环境的重要组成部 分。系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件,目前流行的有 DOS 、 Windows98/NT/2000/XP、 UN Ⅸ 等。基础软件包括数据库软件和图形平台。数据库软件用来 管理空间数据, 包括图形数据和属性数据。 流行数据库软件主要有 Oracle 、 Sybase 、 Informix 、 DB2、 SQL Server、 Ingress 等。目前 GIS 软件中主要采用关系数据库管理属性数据。一个有 发展前景的模型是面向对象数据模型,可实现图形和属性数据的联合管理。图形平台如 AutoDesk 公司开发的基于 AutoCAD 的 AutoMap GIS 软件、 Intergraph 公司的基于 MicroStation 的 MGE GIS软件
主要公司与产品
⒈ 环境系统研究所 (ESRI ) :Arcinfo , ArcView , ArcGIS ⒉ Autodesk公司:AutoCAD Map ⒊ 得克萨斯 Baylor 大学 :GRASS ⒋ 克拉克实验室 :IDRISI ⒌ 超图 软件股份有限公司:SuperMap ⒍ 中地数码公司:MapGIS ⒎ 荷兰国际航空航天 测量与地球科学学会:ILWIS ⒏ MapInfo 公司 :MapInfo ⒐ ThinkSpace 公司 : MFworks ⒑ Intergragh公司:MGE , GeoMedia ⒒ Bentley System公司:Microstation ⒓ PCI Geomatics:PAMAP ⒔ TYDAC公司:SPANS ⒕ Caliper公司:TransCAD , Maptitude ⒖ Northwood技术有限公司:Vertical Mappe
主要地理信息系统软件
国际主流 GIS 软件包括:ArcGIS (包括 ArcGIS,MapObjects,ArcIMS 、 ArcSDE 、 ArcEngine 、 ArcServer 等) MapInfo AutoCAD Map3d PrideMap GeoMedia MGE SmallWorld Grass GeoServer MapGuide 。 在由国家科技部遥感中心组织的 2001年度国产 GIS 软件测评中,共有 43个 GIS 软件参加了本年度的测评,其中 21个软件在测评中表现优秀, 在技术和市场上具有明显竞争力。这次测评表明, 在大数据量空间分析、路径分析方面,国 产 GIS 软件的算法较国外优秀软件更为合理,明显优于国外软件;在最短路径分析方面, 国产软件的作和数字正射地图制作、工程图出版等方面,国产软件基本上占领了国内市场。
作文十:《CAD、CAM的发展趋势》13400字
工程技术学院
模具CAD/CAM
课程报告
学院(系)机械工程系
学生姓名马傲序号 指导教师江山 日 专业班级材料成型及控制工程60802班
期2011.9.7至
2011.10.8
CAD的简价及发展历程
一、CAD的简介及发展历程
计算机辅助设计
计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案;各种设计信息,不论是数字的、文字的或图形的,都能存放在计算机的内存或外存里,并能快速地检索;设计人员通常用草图开始设计,将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成;由计算机自动产生的设计结果,可以快速作出图形,使设计人员及时对设计作出判断和修改;利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工。
1、发展历程
CAD(Computer Aided Drafting)诞生于60年代,是美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划,由于当时硬件设施的昂贵,只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。70年代,小型计算机费用下降,美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。80年代,由于PC机的应用,CAD得以迅速发展,出现了专门从事CAD系统开发的公司。当时VersaCAD是专业的CAD制作公司,所开发的CAD软件功能强大,但由于其价格昂贵,故不能普遍应用。而当时的Autodesk公司是一个仅有员工数人的小公司,其开发的CAD系统虽然功能有限,但因其可免费拷贝,故在社会得以广泛应用。同时,由于该系统的开放性。因此,该CAD软件升级迅速。设计者很早就开始使用计算机进行计算。有人认为Ivan Sutherland在1963年在麻省理工学院开发的Sketchpad是一个转折点。SKETCHPAD的突出特性是它允许设计者用图形方式和计算机交互:设计可以用一枝光笔在阴极射线管屏幕上绘制到计算机里。实际上,这就是图形化用户界面的原型,而这种界面是现代CAD不可或缺的特性。
CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜,应用范围也逐渐变广。CAD的实现技术从那个时候起经过了许多演变。这个领域刚开始的时候主要被用于产生和手绘的图纸相仿的图纸。计算机技术的发展使得计算机在设计活动中有更有技巧的应用。现今,CAD已经不仅仅用于绘图和显示,它开始进入设计者的专业知识中更“智能”的部分。随着电脑科技的日益发展,性能的提升和更便宜的价格,许多公司已采用立体的绘图设计。以往,碍于电脑性能的限制,绘图软件只能停留在平面设计,欠了真实感。而立体绘图则冲破了这限制,令设计蓝图更实体化。
系统组成
通常以具有图形功能的交互计算机系统为基础,主要设备有:计算机主机,图形显示终端,图形输入板,绘图仪,扫描仪,打印机,磁带机,以及各类软件。
工程工作站
1
CAD的简价及发展历程
一般指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交互式计算机系统。它有较强的计算能力,用规范的图形软件,有高分辨率的显示终端,可以联在资源共享的局域网上工作,已形成最流行的cad系统。
个人计算机
pc系统价格低廉,操作方便,使用灵活。80年代以后,pc机性能不断翻新,硬件和软件发展迅猛,加之图形卡、高分辨率图形显示器的应用,以及pc机网络技术的发展,由pc机构成的cad 系统已大量涌现,而且呈上升趋势。
2、图形输入输出设备
除了计算机主机和一般的外围设备外,计算机辅助设计主要使用图形输入输出设备。交互图形系统对cad 尤为重要。图形输入设备的一般作用是把平面上点的坐标送入计算机。常见的输入设备有键盘、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球、鼠标器、图形输入板和数字化仪。图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝两大类。软拷贝设备指各种图形显示设备,是人机交互必不可少的;硬拷贝设备常用作图形显示的附属设备,它把屏幕上的图像复印出来,以便保存。常用的图形显示有三种:有向束显示、存储管显示和光栅扫描显示。有向束显示应用最早,为了使图像清晰,电子束必须不断重画图形,故又称刷新显示,它易于擦除和修改图形,适于作交互图形的手段。存储管显示保存图像而不必刷新,故能显示大量数据,且价格较低。光栅扫描系统能提供彩色图像,图像信息可存放在所谓帧缓冲存储器里,图像的分辨率较高。
3、cad软件
除计算机本身的软件如操作系统、编译程序外,cad主要使用交互式图形显示软件、cad应用软件和数据管理软件3类软件。 交互式图形显示软件用于图形显示的开窗、剪辑、观看,图形的变换、修改,以及相应的人机交互。cad 应用软件提供几何造型、特征计算、绘图等功能,以完成面向各专业领域的各种专门设计。构造应用软件的四个要素是:算法、数据结构、用户界面和数据管理。数据管理软件用于存储、检索和处理大量数据,包括文字和图形信息。为此,需要
建立工程数据库系统。它同一般的数据库系统相比有如下特点:数据类型更加多样,设计过程中实体关系复杂,库中数值和数据结构经常发生变动,设计者的操作主要是一种实时性的交互处理。
辅助模型
常用的CAD软件软件会提供一些模型,但更多的模型需要从网上获取,帮助我们提升设计效率。对于专业企业,因为绘制内容不同,还常存在有多种CAD系统并行的局面,那么就需要配置统一的、具备跨平台能力的零部件数据资源库,将标准件库和外购件库内的模型数据以CAD原始数据格式导出到三维构型系统当中去,如主流的Autodesk Inventor,SolidWorks, CATIA, SolidEdge, Pro/E,
AutoCAD, UG NX, Onespace等,更快的帮助设计人员完成设计工作,提升效率。在国外,这种网络服务被称为“零部件图书馆”或“数据资源仓库”。在欧美和日本的PLM用户中,基于互联网的PLM零部件数据资源平台LinkAblePARTmunity(简称
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CAD的简价及发展历程
PCOM)的知名度一点都不亚于今天我们所熟知的BLOG和SNS这样的网络平台。 基本技术
主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等。在计算机辅助设计中,交互技术是必不可少的。交互式cad系统,指用户在使用计算机系统进行设计时,人和机器可以及时地交换信息。采用交互式系统,人们可以边构思、边打样、边修改,随时可从图形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果,非常直观。图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来;对图形作平移、旋转、缩放、透视变换;通过矩阵运算来实现图形变换。 计算机设计自动化计算机自身的cad,旨在实现计算机自身设计和研制过程的自动化或半自动化。研究内容包括功能设计自动化和组装设计自动化,涉及计算机硬件描述语言、系统级模拟、自动逻辑综合、逻辑模拟、微程序设计自动化、自动逻辑划分、自动布局布线,以及相应的交互图形系统和工程数据库系统。集成电路 cad有时也列入计算机设计自动化的范围。
4、系统功能
平面绘图:能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。绘图辅助工具 AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等。AutoCAD的操作界面。绘图辅助工具:正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线,对象捕捉可帮助拾取几何对象上的特殊点,而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。编辑图形:AutoCAD具有强大的编辑功能,可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。标注尺寸可以创建多种类型尺寸,标注外观可以自行设定。书写文字:能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字,可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。图层管理功能:图形对象都位于某一图层上,可设定图层颜色、线型、线宽等特性。三维绘图可创建3D实体及表面模型,能对实体本身进行编辑。网络功能:可将图形在网络上发布,或是通过网络访问AutoCAD资源。数据交换:AutoCAD提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。
5、二次开发
AutoCAD允许用户定制菜单和工具栏,并能利用内嵌语言Autolisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等进行二次开发还可以加载运行脚本,实现系统本身所没有的功能,比如三维自动旋转。用途简介AutoCAD之所以成为一个功能齐全、应用广泛的通用图形软件包。首先它是一个可视化的绘图软件,许多命令和操作可以通过菜单选项和工具按钮等多种方式实现。而且Auto—CAD具有丰富的绘图和绘图辅助功能,如实体绘制、关键点编辑、对象捕捉、标注、鸟瞰显示控制等,它的工具栏、菜单设计、对话框、图形打开预览、信息交换、文本编辑、图像处理和图形的输出预览为用户的绘图带来很大方便。其次它不仅在二维绘图处理更加成熟,三维功能也更加完善,可方便地进行建模和渲染。另外,AutoCAD不但具有强大的绘图功能,更重要的是它的开放式体系结构,赢得广大用户的青睐。
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6、用途
工程制图:建筑工程、装饰设计、环境艺术设计、水电工程、土木施工等等。工业制图:精密零件、模具、设备等。服装加工:服装制版。电子工业:印刷电路板设计。广泛应用于土木建筑、装饰装潢、城市规划、园林设计、电子电路、机械设计、服装鞋帽、航空航天、轻工化工等诸多领域。
分类,在不同的行业中。Autodesk开发了行业专用的版本和插件,在机械设计与制造行业中发行了AutoCAD Mechanical版本。在电子电路设计行业中发行了AutoCAD Electrical 版本。在勘测、土方工程与道路设计发行了Autodesk Civil 3D
版本。而学校里教学、培训中所用的一般都是AutoCAD Simplified 版本。一般没有特殊要求的服装、机械、电子、建筑行业的公司都是用的AutoCAD Simplified
版本。所以AutoCAD Simplified基本上算是通用版本。CAD软件的常用类型:02,04,05,06,07,08,09,10版本,现在用的最为普遍的版本是09版本,而且09版本对于大部门3D模型都兼容。
二、CAM的简介及发展历程
CAM (puter Aided Manufacturing,计算机辅助制造)的核心是计算机数值控制(简称数控),是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。1952年美国麻省理工学院首先研制成数控铣床。数控的特征是由编码在穿孔纸带上的程序指令来控制机床。此后发展了一系列的数控机床,包括称为“加工中心”的多功能机床,能从刀库中自动换刀和自动转换工作位置,能连续完成锐、钻、饺、攻丝等多道工序,这些都是通过程序指令控制运作的,只要改变程序指令就可改变加工过程,数控的这种加工灵活性称之为“柔性”。
1、计算机辅助制造
CAM(puter Aided Manufacturing,计算机辅助制造):利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。它输入信息是零件的工艺路线和工序CAM系统一般具有数据转
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换和过程自动化两方面的功能。CAM所涉及的范围,包括计算机数控,计算机辅助过程设计。
Pro/NC、CATIA、MasterCAM、SurfCAM、 市面上的CAM软件有:UG NX、
SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、HyperMILL、Powermill、Gibbs CAM、FEATURECAM、topsolid、solidcam、cimtron、vx、esprit、gibbscam、Edgecam......
等等。数控除了在机床应用以外,还广泛地用于其它各种设备的控制,如冲压机、火焰或等离子弧切割、激光束加工、自动绘图仪、焊接机、装配机、检查机、自动编织机、电脑绣花和服装裁剪等,成为各个相应行业CAM的基础。
计算机辅助制造系统是通过计算机分级结构控制和管理制造过程的多方面
工作,它加工中心现场图片的目标是开发一个集成的信息网络来监测一个广阔的相互关联的制造作业范围,并根据一个总体的管理策略控制每项作业。
从自动化的角度看,数控机床加工是一个工序自动化的加工过程,加工中
心是实现零件部分或全部机械加工过程自动化,计算机直接控制和柔性制造系统是完成一族零件或不同族零件的自动化加工过程,而计算机辅助制造是计算机进入制造过程这样一个总的概念。 一个大规模的计算机辅助制造系统是一个计算机分级结构的网络,它由两级或三级计算机组成,中央计算机控制全局,提供经过处理的信息,主计算机管理某一方面的工作,并对下属的计算机工作站或微型计算机发布指令和进行监控,计算机工作站或微型计算机承担单一的工艺控制过程或管理工作。
计算机辅助制造系统的组成可以分为硬件和软件两方面:硬件方面有数控
机床、加工中心、输送装置、装卸装置、存储装置、检测装置、计算机等,软件方面有数据库、计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助数控程序编制、计算机辅助工装设计、计算机辅助作业计划编制与调度、计算机辅助质量控制等。 到目前为止,计算机辅助制造(CAM,Computer Aided Manufacturing)有狭义和广义的两个概念。CAM的狭义概念指的是从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动,它包括CAPP、NC编程、工时定额的计算、生产计划的制订、资源需求计划的制订等。这是最初CAM系统的狭义概念。
2、计算机辅助制造支撑
到今天,CAM的狭义概念甚至更进一步缩小为NC编程的同义词。CAPP已
被作为一个专门的子系统,而工时定额的计算、生产计划的制订、资源需求计划的制订则划分给MRP?/ERP系统来完成。CAM的广义概念包括的数控系统 数控系统是机床的控制部分,它根据输入的零件图纸信息、工艺过程和工艺参数,按照人机交互的方式生成数控加工程序,然后通过电脉冲数,再经伺服驱动系统带动机床部件作相应的运动。图3-4-2为数控系统的功能示意图。 传统的数控机床(NC)上,零件的加工信息是存储在数控纸带上的,通过光电阅读机读取数控纸带上的信息,实现机床的加工控制。后来发展到计算机数控(CNC),功能得到很大的提高,可以将一次加工的所有信息一次性读入计算机内存,从而避免了频繁的启动阅读机。更先进的CNC机床甚至可以去掉光电阅读机,直接在计算机上编程,或者直接接收来自CAPP的信息,实现自动编程。
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后一种CNC机床是计算机集成制造系统的基础设备。现代CNC系统常具有以
(1) 多坐标轴联动控制; (2) 刀具位置补偿; (3) 系统故障诊断; (4) 在下功能:
线编程; (5) 加工、编程并行作业; (6) 加工仿真; (7) 刀具管理和监控; (8) 在线检测。
3、数控编程原理
所谓数控编程是根据来自CAD的零件几何信息和来自CAPP的零件工艺信息自动或在人工干预下生成数控代码的过程。常用的数控代码有ISO(国际标准化组织)和EIA(美国电子工业协会)两种系统。其中ISO代码是七位补偶代码,即第8位为补偶位;而EIA代码是六位补奇码,即第5列为补计算机辅助制造成组技术奇位。补偶和补奇的目的是为了便于检验纸带阅读机的读错信息。一般的数控程序是由程序字组成,而程序字则是由用英文字母代表的地址码和地址码后的数字和符号组成。每个程序都代表着一个特殊功能,如G00表示点位控制,G33表示等螺距螺纹切削,M05表示主轴停转等。一般情况下,一条数控加工指令是若干个程序字组成的,如N012G00G49X070Y055T21中的N012表示第12条指令,G00表示点位控制,G49表示刀补准备功能,X070和Y055表示X和Y的坐标值,T21表示刀具编号指令。整个指令的意义是:快速运动到点(70,
)手工编程;55),一号刀取2号拨盘上刀补值。数控编程的方式一般有四种:(1(2)数控语言编程;(3)CAD/CAM系统编程;(4)自动编程。
三、CAD、CAM软件在制造业中应用阶段与未来发展趋势
国内外专家通常把CAD的发展,为4个阶段:第一阶段是只能用于二维平面绘图、标注尺寸和文字的简单系统;第二阶段是将绘图系统与几何数据管理结合起来,包括三维图形设计及优化计算等其他功能接口;第三阶段是以工程数据库为核心,包括曲面和实体造型技术的集成化系统;而第四阶段是基于产品信息共享和分布计算、并辅以专家系统及人工神经网络的智能化、网络协同CAD系统。
目前,国内CAD应用主要集中在第三阶段,大部分的CAD产品,由一些基础的设计绘图平台,结合专业方面的规范和数据进行二次开发,并且集成相关的计算、分析等其他软件,形成设计人员独自完成设计工作的专业集成化工具。
与此同时,国外的应用基本处于第三到第四阶段之间,除了一般的集成化系统,在一些设计需求发展较快的领域,也开发了一些专门的cad产品,实现了集设计工具、知识管理、专家系统于一体,具有一定协同工作能力的智能化集成系统
1、CAD在制造业中的应用
CAD的普及应用,是制造业是否能够成功迈向信息化的主要标志。我国的
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CAD应用目前已初步实现了按行业及地区开展CAD应用技术开发、示范和推广应用的目标。据e-works调查显示,中国制造业二维CAD市场保持了稳健的增长势头,尤其是进入2006年,中国制造业二维CAD的市场总额达到约为3900
万美元(3.17亿人民币),相比2005年的2.43亿人民币增长了30,
2、CAD在制造业中的几个发展方向
1.CAD技术作为一种设计工具,其核心目标是帮助工程技术人员设计出更好、更具市场竞争力的产品。在控制产品的设计过程、应用工程设计知识,实现优化设计和智能设计的同时,也需具有丰富的图形处理功能,实现产品的"结构描述"与"图形描述"之间的转换。因此,在以几何模型为主的现代通用CAD技术基础上,发展面向设计过程的智能CAD技术是一种必然的趋势。
2.对于产品设计而言,通过网络化的手段可以帮助设计师及其企业改造传统的设计流程,创造一种顺应人性而又充满魅力的设计环境。同时,在基于网络协同完成设计任务的同时,与制造、商务等的全面融合更带来了技术和应用两个领域革命性的进步。随着Web技术的不断渗透,支持Web协同设计方案的CAD软件已经出现并趋于成熟,CAD软件的团队协作能力可以直接利用互联网进行。
3.CAD向简化和自动化的方向发展,这使该技术可以适合机械设计以外的众多应用。另外,对于某一个应用CAD技术的单位来讲,随着CAD技术及相关技术的发展成熟,需要从整体的角度来考虑这项技术的发展。利用基于网络的CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM集成技术,实现真正的全数字化设计与制造。
3、机遇与挑战并存
当企业甩掉图板后,提出了深化应用研究的要求,主要表现为CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM的集成和网络环境下计算机辅助技术的推广应用。CAD技术成为中小企业技术需求的热点。CAD技术,无疑是推动中小企业技术升级的突破口。在中小企业普及CAD应用,将成为新世纪CAD应用工程的重要领域。网络环境为CAD的集成、开放和智能化创造了条件,是使推动应用CAD技术面临着新的发展契机。软件产业作为全球经济的热点,在制造业CAD的增值作用是十分巨大的。
4、未来CAD发展趋势
基于产品信息共享和分布计算的网络CAD系统,则被认为是CAD未来的发展方向。随着信息化的逐步深入,设计领域越来越需要大规模的分工与合作,未来CAD软件的发展,将适应企业提高市场响应能力和产品设计水平双方面需要。跨专业、跨地域的基于网络化协同设计,可以大幅缩短产品设计周期,快速地研发出满足市场变化和需求的产品,提高企业的竞争能力。因此,借助网络平台实现这一目标,是CAD发展大势所趋。从前,限于硬件条件限制,协同设计只能是“空中楼阁”,但随着高速CPU处理器、大容量存储设备及宽带通信网络等现代计算机、通信硬件技术的成熟,协同设计具有了现实的可能。”
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5、CAD/CAM的典型软件及发展趋势
在现代机械制造业中,模具工业已成为国民经济中的基础工业,许多新产品的开发和生产,在很大程度上依赖于模具制造技术,特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一,直接影响着国民经济中许多部门的
发展。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的,它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。CAD/CAM技术的迅猛发展,软件、硬件水平的进一步完善,为模具工业提供了强有力的技术支持,为企业的产品设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择。
1 目前国内流行的CAD/CAM软件特点及其应用情况
1.1国外软件
1.1.1 Unigraphics(UG)
UG起源于美国麦道(MD)公司的产品,1991年11月并入美国通用汽车公司EDS分部。UG由其独立子公司UnigraphicsSolutions开发,是一个集CAD/CAM/CAE于一体的机械工程辅助系统,适用于航空、航天、汽车、通用机械以及模具等的设计、分析及制造工程。UG是将优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起,还提供了二次开发工具GRIP、UFUNG、ITK,允许用户扩展UG的功能。
1.1.2 AutoCAD
AutoCAD是美国Autodesk公司开发的一个具有交互式和强大二维功能的绘图软件,如二维绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能,同时有部分三维功能。AutoCAD软件是目前世界上应用最广的CAD软件,占整个CAD/CAE/CAM软件市场的37%左右,在中国二维绘图CAD软件市场占有绝对优势。
1.1.3 MDT(MechanicalDesktop)
MDT是Autodesk公司在基于参数化特征实体造型和曲面造型的CAD/CAM软件,它以三维设计为基础,集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体,为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。据称目前已经装机2万余套,国内已销售近千套。
1.1.4 SolidWorks
SolidWorks是由美国SolidWorks公司于1995年11月研制开发的基于Windows平台的全参数化特征造型的软件,SolidWorks是世界各地用户广泛使用,富有技术创新的软件系统,已经成为三维机械设计软件的标准。它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好,用户易学易用。SolidWorks软件于1996年8月由生信国际有限公司正式引入中国以来,在机械行业获得普遍应用,目前用户已经扩大到三十多万个单位。
1.1.5 Pro/Engineer
Pro/Engineer是美国参数技术公司(ParametricTechnologyCorporation简称PTC)的产品,于1988年问世。Pro/E具有先进的参数化设计、基于特征设计的实体造型和便于移植设计思想的特点,该软件用户界面友好,符合工程技术人员的机械设计思想。Pro/Engineer整个系统建立在统一的完备的数据库以及完整而多样的模型上,由于它有二十多个模块供用户选择,故能将整个设计和生产过程集成在一
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起。在最近几年Pro/E已成为三维机械设计领域里最富有魅力的软件,在中国模
具工厂得到了非常广泛的应用。
2 目前CAD/CAM软件二次开发情况
如上所述,许多商品化的CAD/CAM系统在模具行业中得到了广泛应用,但由于这些CAD/CAM系统都是作为通用机械设计与制造软件来设计的,没有特别针对模具,为了提高模具设计的效率与正确率,需要对其进行二次开发。在微机平台上开发CAD/CAM软件方面我国与国外起点差不多,都是使用VisualC++或OpenGL等工具进行软件开发,国内许多高校、软件公司和企业在此基础上开发出了先进的、有自己特色的、符合中国用户习惯的CAD/CAM软件或模块,其中有一些成果已经得到了推广和使用[7]。如华中科技大学1997年推出了HSC2.0注射模CAD/CAE/CAM集成系统,该系统以AutoCAD软件包为图形支撑平台,包括模具结构设计子系统,结构及工艺参数计算校核子系统,塑料流动、冷却等子系统。合肥工业大学基于AutoCAD与MDT的三维参数化注射模系统IPMCADV4.0。另外,众多的科研单位和企业也针对具体应用开发了众多的插件和模块,如武汉汽车工业大学开发了基于SolidWorks的三维标准件库3DPARTLIB等。
3 模具CAD/CAM软件开发应遵循的原则
1)用户界面友好软件开发的目的是为了应用,所以用户是否可以较为容易地掌握成为评价软件的基本标准。一个友好的用户界面应包括:使用方便,界面熟悉,有灵活的提示帮助信息,良好的交互方式,良好的出错处理。
2)遵循软件工程方法软件工程是指导计算机软件开发和维护的工程科学。即采用工程的概念原理、技术和方法来开发和维护软件。软件工程采用生命周期法从时间上对软件的开发和维护进行分解,把软件生存周期依次划分为几个阶段,分阶段进行开发。
3)参数化CAD 对于系列化、通用化和标准化程度高的产品,产品设计所采用的数学模型及产品结构都是固定的。不同的仅是结构尺寸的差异,这是由于相同数目及类型的已知条件在不同规格的产品设计中取不同值而造成的。对于这类产品,可以将已知条件及其他的随着产品规格而变化的基本参数用相应的变量代替,然后根据这些已知条件和基本参数,由计算机自动查询图形数据库,或由相应的软件计算出绘图所需的全部数据,由专门的绘图生成软件在屏幕上自动地设计出图形来,这种方法称为参数化CAD。
4)成组CAD 许多企业的产品结构尽管不一样,但比较相似,可以根据产品结构和工艺性的相似性,利用成组技术将零件划分成有限数目的零件库,根据同一零件族中各零件的结构特点编制相应的CAD通用软件,用于该族所有零件的设计,这就是“成组CAD”。
5)智能化CAD 工程设计中有一部分工作是非计算性的,需要推理和判断,其中包括设计过程内容的过程决策和具体设计的技术决策。因此,设计效率和质量在较大程度上取决于设计师的实践经验、创造性思维和工作的责任心。采用专家系统可以指导设计师下一步该做什么,当前存在问题,建议问题的解决途径和推荐解决方案,或者模拟人的智慧,根据出现的问题提出合理的解决方案。采用专家系统可以提高设计质量和效率。智能化CAD就是将专家系统与CAD技术融为一体而建立起来的系统。
4 模具CAD/CAM技术发展趋势
21世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化,追求的目标是提高产品质量及生产效率,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本,
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最大限度地提高模具制造业的应变能力,满足用户需求。具体表现出以下几个特征。
CAD/CAM系统可建立标准零件数据库,非标准零件数据库和模具参 1)标准化
数数据库。标准零件库中的零件在CAD设计中可以随时调用,并采用GT(成组技术)生产。非标准零件库中存放的零件,虽然与设计所需结构不尽相同,但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改,从而加快设计过程,典型模具结构库是在参数化设计的基础上实现的,按用户要求对相似模具结构进行修改,即可生成所需要的结构。
2)集成化技术现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成,更应该强调技术、人和管理的集成。在开发模具制造系统时强调“多集成”的概念,即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成,这更适合未来制造系统的需求。
3)智能化技术应用人工智能技术实现产品生命周期(包括产品设计、制造、使用)各个环节的智能化,实现生产过程(包括组织、管理、计划、调度、控制等)各个环节的智能化,以及模具设备的智能化,也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。
4)网络技术的应用网络技术包括硬件与软件的集成实现,各种通讯协议及制造自动化协议,信息通讯接口,系统操作控制策略等,是实现各种制造系统自动化的基础。目前早已出现了通过Internet实现跨国界模具设计的成功例子。
5)多学科多功能综合产品设计技术未来产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识,而且还用到电磁学、光学、控制理论等知识。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计,以追求模具产品动静态特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。
6)逆向工程技术的应用在许多情况下,一些产品并非来自设计概念,而是起源于另外一些产品或实物,要在只有产品原型或实物模型,而没有产品图样的条件下进行模具的设计和制造以便制造出产品。此时需要通过实物的测量,然后利用测量数据进行实物的CAD几何模型的重新构造,这种过程就是逆向工程RE(ReverseEngineering)。逆向工程能够缩短从设计到制造的周期,是帮助设计者实现并行工程等现代设计概念的一种强有力的工具,目前在工程上正得到越来越广泛的应用。
7)快速成形技术快速成形制造技术RPM(RapidPrototyping&Manufacturing)
是基于层制造原理,迅速制造出产品原型,而与零件的几何复杂程度丝毫无关,尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型供设计评估、装配校验、功能试验,而且还可以通过形状复制快速经济地制造出产品模具(如制造电极用于EDM加工、作为模芯消失铸造出模具等),从而避免了传统模具制造的费时、高成本的NC加工,因而RPM技术在模具制造中日益发挥着重要的作用。
5 CAD/CAM技术存在的主要不足
我国模具CAD/CAM技术的应用依然存在着许多不足,如:
1)不少的企业对CAD的认识还仅仅停留在绘图阶段,从而使CAD产生的效益尚未得到充分发挥。
2)CAD/CAM软件应用人员参差不齐,不能让CAD软件得到的高效率应用。
3)在引进模具CAD/CAM技术时存在着盲目性倾向。
4)引进的模具CAD/CAM系统的二次开发跟不上,致使引进软件的效率不能完全发挥。
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5)国内模具CAD/CAM技术水平还处于高技术集成和向产业化、商品化过渡的时期,自主开发的模具CAD/CAM系统商品化程度不够高,功能和稳定方面与国外先进软件还有很大差距。
6 结语
经过这几十年的发展,我国模具CAD/CAM有了长足的发展,模具CAD/CAM技术已经被广泛应用于我国企业。我国研制模具CAD/CAM软件的开发水平也逐渐接近国外先进水平。在政府的大力支持下先后出现了一批先进的模具CAD/CAM示范企业,高校和企业也培养了一大批模具CAD/CAM软件开发及应用人才。但总的来说,我国目前模具CAD/CAM软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。模具CAD/CAM技术水平还处于向高技术集成和向产业化商品化过渡的时期,研制的软件在可靠性和稳定性方面与国外工业发达国家的软件尚有一些差距,还没有针对性的软件,使用一般都是通用性软件。但是我们不但要看清我们的劣势,也要看到我们的优势。与国外软件相比我们的优势是:了解本国市场,便于提供技术支持,相对价格便宜等。另外,我们有政府的大力支持,各大高校也为CAD软件的开发培养了大批的人才。在这些前提下,我国模具CAD/CAM产业不仅要紧跟时代潮流,跟踪国际最新动态,遵守各种国际规范,形成自己独特的优势,更要立足国内,结合国情,面向国内经济建设的需要,开发出有自己特色,符合中国人习惯的CAD/CAM软件。
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