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关键词 计算机技术 发展展望 现状 发展特征
中图分类号:F407 文献标识码:A
如今,计算机技术应用范围越来越广,已涉及到人类生活及工作的方方面面。近年来,在社会经济及科学技术迅速发展的推动下,计算机技术得到了前所未有的发展,发生了历史性转变。人类出现的第一台计算机诞生于一九四六年产于美国,发明人是约翰・阿塔那索夫教授,并把它称之为肯尼亚克。肯尼亚克的诞生意味着人们进入了一个全新的计算机应用时代,人类生活及工作领域从此发生了革命性变革。然而,电子管计算机因它的造价成本较高,且各方面性能满足不了时代需求,很快它的发展脚步慢慢变缓直至停滞不前。后来在微电子技术发展的带动下,计算机结构也从此发生了巨大改变向智能微型化转型,特别是在因特尔等微处理器及创新技术的带动下,计算机便逐渐应用到家庭、企业、经济及科学研究等领域中。在短短的七十多年里,计算机技术日益进步越来越成熟,其在人们生活及学习工作领域作用也日益凸显,对推动社会进步及经济发展有着不可忽视的作用。下面笔者就计算机技术的发展现状、计算机技术发展特征及计算机技术发展展望进行了详细阐述。
1计算机技术发展现状
1.1计算机硬件技术发展现状
这里所说的硬件技术主要是指微处理器。我们知道,微处理器是计算机的心脏,数字与信息化时代下的计算机离不开微处理器的有效帮助,如果把微处理器芯片里面晶体管的线宽及尺寸进行改变使之越来越小,那么计算机各方面性能会逐渐增强。改进及增强光刻技术,是目前最常用的减小微处理器芯片里面晶体管线宽及大小的方法。其基本原理是选择更短波长的曝光光源,通过掩膜曝光,并通过一定的方法使刻蚀在硅片内的晶体管变的越来越小,而与晶体管相连接的导线尽量做的越来越细从而改进光刻技术。通常情况下人们都是使用紫外线来改进光刻技术,但基于其具有一定的局限性,有部分技术人员认为当前使用的紫外线光源已不能满足新形势下微处理器发展需求。也就是说目前微处器芯片的微型化发展将遇到一定的障碍,主要体现在以下几方面:首先,线条宽度方面的限制。当线条宽度等于光的波长或比光的波长小时,那么光刻技术很难成功。其次,电子行为及量子效应方面也存在一定的问题,无法适应新时期的时展需求。
1.2纳米电子技术发展现状
计算机技术能够得以如此快的速度发展离不开电子元器件的大力支持,然而在科学技术的推动下,计算机技术逐渐朝着快节奏高速度、微型智能化等方向发展,电子元器件已不能跟上计算机技术发展脚步,满足不了其高速度、智能化等方面需求,使计算机技术发展停滞不前,纳米电子技术就是这一背景发展下来的产物,它有效解决了这一现实问题,实现了电子元器件无法实现的功能。纳米电子技术并不是单方面的把尺寸缩小了而已,而是用一种全新的思维使计算机技术得以创新。可以说 纳米电子技术也将是新世纪计算机技术发展的一大趋势。
2计算机技术发展特征
2.1计算机技术更新速度较快
计算机技术更新速度较快可以说是当前计算机技术发展上一个显著的特点。近年来,在科学技术的推动下,计算机技术发展得到了前所未有的发展,从系统结构上来看从一开始的电子管,发展到后来的晶体管,再到集成电路,然后发展成为现在的超级大规模集成电路;而在速度方面一开始的计算速度非常之慢,可能只有每秒五千次左右,而当前最普通的一台计算机的计算速度可能都达到了每秒五亿次以上;而在体积方面从一开始像楼房一样大w积的计算机,在微处理器问世以后便逐渐向微型化方向发展,计算机体积变得越来越小,其造价成本也逐渐降低了很多,应用范围也随之越来越广。现在人类在计算机技术科研方面给予了足够的人力与物力,一些新型计算机技术与系统日益涌现,加快了计算机技术发展脚步。另一方面在社会生产力的不断驱动下,计算机技术为了适应市场需求,也促使了其更新速度不断加快。
2.2计算机技术有较强的实用性
计算机技术有较强的实用性可以说是当前计算机技术发展上一个突出的特点。如今,计算机技术已逐渐普及到人类社会发展的政治、经济、生活及科学研究等领域中。计算机已成为新时期人类的好朋友好助手,人类生活的方方面面都需要它的帮助。它可以根据每个用户的实际情况及现实需求对数据进行快速、简洁、精准的分析处理,从而帮助人们完成每天必须的生产加工及管理等方面工作。当前,大部分事业单位、企业及政府部门都建立了信息管理系统,实现了员工档案信息化管理。这样一来,不仅规范了其管理方法更提高了其工作效率。
2.3计算机技术有较强的运行功能
计算机技术有较强的运行功能是当前计算机技术发展的主要特点征之一。微处理器是计算机运行的心脏,数字与信息化时代下的计算机离不开微处理器的支持与帮助,如果把微处理器芯片里面晶体管的线宽及尺寸进行改变使之越来越小,那么计算机各方面性能会逐渐增强。改进及增强光刻技术,是目前最常用的减小微处理器芯片里面晶体管线宽及大小的方法,计算机的运行功能越强大,说明光刻技术改进的越好。
2.4计算机技术具有过程监督及检测功能
计算机技术的过程监督及检测功能在推动企业智能化、自动化发展上具有重要意义。通过使用计算机,生产企业可以根据生产需要,建立监督及检测控制系统。这样一来,不仅可以对整体的企业生产进行科学的管理与控制,而且可以有效规避其生产风险,生产过程中一旦出现什么问题,计算机就会发出异常警报,促进了企业健康可持续发展。
2.5计算机技术具有消极及负面影响
计算机技术具有消极及负面影响,是计算机发展上我们不可忽视的一个重要特征。众所周知,不管什么事物都有两面性,计算机技术发展也不例外。虽然计算机技术的发展增强了人们的交流与沟通,加强了社会舆论宣传,提高了人们的生活质量,但其在传递与传播信息的过程中也可能产生一定的消极及负面作用。例如一些不靠谱的八卦、网络谣言等,对人们的生活产生了一定的负面影响,特别是在网络病毒的影响下,造成了一定的社会恐慌。另一方面,有些人没日没夜的沉浸在网络游戏中,特别是对未成年人来说,这严重影响了他们身心的健康发展,所以说计算机技术也有一定的消极及负面特征。
3新世纪计算机技术发展展望
3.1未来计算机技术将向着巨型化方向发展
未来计算机技术将向着巨型化方向发展是新世纪计算机发展的主要趋势之一。巨型主要指的是计算机存储空间、速度运算及功能等方面。新世纪的计算机将向着高运算速度、大容量、强功能的方向发展。未来计算机的运算速度将越来越快,可达到每秒百亿次及以上;存储空间更加巨大,可达到几百字节及以上。由此可见,巨型计算机的迅速发展,充分体现了一个国家的计算机科技发展水平,它促进了计算机硬件、计算机软件、计算机结构及计算机应用等多方面的发展。巨型计算机将广泛应用于卫星轨道、地质勘测、天文气象、航天航空、军事国防等领域中,已逐渐发展成为衡量国家综合国力及科学技术水平的重要标志之一。其中,部分发达国家早已非常重视计算机技术的巨型化发展方向,在巨型计算机的发明及研制方面给予了全面的人力及物力支持,未来的计算机其运算速度将非常惊人,每秒可达几百亿次甚至达到千亿次都有可能。
3.2未来计算机技术将向着微型化方向发展
微型化方向发展是新世纪计算机技术发展的必然趋势,也是新时期适应社会发展的必然需求。近年来,在科学技术的推动下,算机技术得到了前所未有的发展,其体积从一开始像楼房一样大体积的计算机,在微处理器问世以后便逐渐向微型化方向发展,计算机体积变得越来越小,其造价成本也逐渐降低了很多,应用范围也随之越来越广。如今,微型计算机已受到了人们的青睐,已逐渐步入到人们生活的家用小电器及各种仪表仪器中,特别是掌上微型计算机的发明使计算机技术发展推向了一个历史。在科学技术的推动下,微电子技术也将得到迅猛发展,那么这就意味着计算机技术向微型化方向发展的进程及普及率将日益加快。
3.3未来计算机技术将向着网络化方向发展
如今,我们已步入了一个信息化、网络化高速发展的时代,互联网无处不在,人们生活的方方面面都需要它的支持。那么,这就意味着网络化方向发展仍然是未来计算机发展的主要方向,它在计算机技术发展上扮演的角色日益重要。从某种程度上来说,我们可以把发展网络技术看成是计算机系统建设的核心工程,其对普及计算机及延伸其功能发挥着不可忽视的重要作用。宽带及可选服务仍然是新世纪计算机发展的主流,同时各种接入技术将得到更好更快的发展,HFC、DSVD、HDSL、及ADSL等技术的全面发展促进了图像、数据服务及语音质量的进一步提高。同时,随着ATM技术的应用,其在道路交通运输系统及银行系统中作用将日益凸显。
3.4未来计算机技术将向着智能化方向发展
智能化方向发展仍是新世纪记算机技术发展的重要方向。计算机是科技进步及社会需求发展下来的产物,那么计算机技术的发展必须适应智能化时代人们的现实需求。人工智能技术使得计算机有了智能化的大脑及躯干,基本可与人体大脑相媲美,而且处理数据时,比人体大脑来的更快、思维逻辑更强。智能化技术能够更好地模拟人类大脑感觉行为,使计算机跟人体大脑一样具有读、写、听、说、思及对事物的判断能力、学习能力、逻辑推理能力等,从而满足不同人群的现实需求。目前,计算机智能化技术应用范围越来越广,最突出的领域就是掌上笔记本、机器人等应用。随着科学的不断发展,计算机人工智能化发展脚步也快日益加快。
4结语
综上所述,计算机已逐渐发展成为人类社会活动中必不可少的工具,它已涉及到人类生活及工作的方方面面,对时展的作用日益凸显。近年来,在社会经济及科学技术迅速发展的推动下,我国计算机技术得到了前所未有的发展,发生了历史性转变,其作为一项应用技术在我国社会经济发展方面作出了巨大贡献。新世纪计算机技术将向着巨型化、网络化、智能化及微型化等方向发展。同时,计算机系统结构将不断完善,而纳米技术及软件技术等将在新世纪计算机发展过程中发挥着越来越重要的作用。
参考文献
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关键词:激光切割机 现状 发展
引言
激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术,也是激光加工中应用最早、使用最多的加工方法。它占整个激光加工业的70%以上。激光切割与其他切割方法相比,最大区别是它具有高速、高精度和高适应性的特点。同时还具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切缝边缘垂直度好、切边光滑、切割过程容易实现自动化控制等优点。可切割碳钢、不锈钢、合金钢、木材、塑料、橡胶、布、石英、陶瓷、玻璃、复合材料等。激光切割板材时,不需要模具,可以替代一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法,能大大缩短生产周期和降低成本。因此,目前激光切割已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门中。近年来,激光切割技术发展很快,国际上每年都以15%一20%的速度增长。
一、概述国内外激光切割应用现状
激光切割是激光加工中应用最早、使用最多的加工方法。以日本为例,目前已拥有CO2激光切割机2万多台,约占全球激光加工机总量的1/3,其中80%为激光切割设备。据统计,自1995年以来,年生产C02激光切割机已超过500台左右,其中YAG激光切割机100多台。而我国至今却只有600多台套激光切割机在使用中。因此,在我国,激光切割技术的推广和应用潜力很大。随着我国国民经济的飞速发展,许多传统产业需要改造,许多钣金加工领域有待开发,许多工业城市也需要建立激光加工中心。
二、激光切割技术发展趋势及特点
1.高速、高精度激光切割机
由于大功率激光器光束模式的改善及32位微机的应用,为激光切割设备的高速、高精度创造了有利条件。目前国际先进水平的激光切割机的切割速度已达到20m/min以上,两轴快速运动可达250m/min,加速度最大为109,定位精度达0.01mm/500mm。采用高速、高精度的激光切割机,在切割板厚lmm,直径10mm的小圆时,每分钟能切割500多个,而其直径误差不大于50mm,实现了真正意义上的飞行切割技术。
2. 厚板切割和大尺寸工件切割的大型激光切割机
如上所述,随着可用于激光切割激光器功率的增大,激光切割正从轻工业薄板的钣金加工向着重工业厚板切割方向发展。6kW大功率激光器,能切割低碳钢板最大厚度达32mm的大尺寸工件。由于厚板激光切割技术的不断改进,目前已经尝试使用3kW的激光器切割通常需要用6kW激光器才能切割的32mm厚的低碳钢板.并已用于试生产。此外,激光切割机的加工尺寸范围也在不断扩大,目前生产最大激光切割机的机宽可达5.4m,长达6m。这都说明了厚板、大尺寸激光切割技术正在逐渐提高。
3.三维立体多轴数控激光切割机
为了满足汽车、航空等工业的立体工件切割的需要,目前已发展了各种各样的5轴或6轴三维激光切割机,其最大加工工件尺寸可达3500mmx1200mm,数控轴数达到9轴,加工速度快,精度高,在6.2m范围内加工误差仅在0.1mm之内。在先进国家的汽车生产线上,YAG激光切割机器人的应用愈来愈多。目前,三维激光切割机正向高效率、高精度、多功能和高适应性方向发展,其应用范围将会愈来愈大。
三、激光切割技术发展前沿
自1960年红宝石激光器问世以来,激光加工技术至今已发展到第三个时期了。为了实现上述技术的持续发展,在2l世纪初,激光切割需要研究、开发和解决的主要问题如下。
1.激光器的改进。
包括2kW级以上CO。激光器光束模式的改善、YAG激光束发散角的减小和超小型大功率气体激光器的开发等。
2.光束传导系统功能部件的研究。
提高大功率激光光束传递和聚焦光路系统的可靠性及性能,包括大功率光路系统中热变形补偿及其监测系统的研究、光轴的自动调节系统及防反射光光学系统的开发和YAG光导纤维传送系统的小型化及消除象差等问题的解决。采用补偿控制等方法使切割工作台超高速化、高精度化,提高激光切割机器人的移动速度和精度,NC控制计算、处理的高速化等。
3.切割软件的功能改善及激光切割T艺控制。
利用CAD/CAM.研制高速自动示教编程系统,以缩短三维立体激光切割机的编程时间。开发快速的、空间的高分辨率传感器及其监测系统等,建立适应性控制。
四、数控激光切割机技术发展目标
1.高速、高精度激光切割机及切割工艺
我国的数控激光切割机生产,经过近20年的发展已取得了很大成就。但与国外先进产品相比,还有较大差距,主要表现在切割机的运行速度低,动态精度差,配套功能不够,切割工艺参数不完善和切割断面质量不易保证等。为了进一步提高产品质量和生产率,必须生产出新型的高速、高精度的激光切割机,以满足国内日益增长的生产需要,数控激光割机应具备专用切割工艺参数,配有激光专用自动编程系统及自动排料、套料系统,减少编程时间,提高板材利用率。数控激光切割机如安装交换工作台,则可以大大提高生产率,充分利用激光能源,降低生产成本。
2.厚板激光切割技术及其设备
由于大功率CO2激光器光束模式的改进和激光切割技术进步,使厚板激光切割技术的应用逐渐增加,同时由于切割工艺采用CNC控制激光切割精度高,因此,用激光切割代替等离子、氧乙炔为主的中厚板切割的趋势正迅速增长,激光切割正从轻工业的钣金加工业向建筑机械、桥梁、造船等重工业方向发展。
3.三维高精度大型数控激光切割机及其切割
工艺技术三维数控激光切割机主要应用于汽车制造、航空、建筑及难以加工的大型立体钣金件。其主要特点是:床身刚性好、加工范围大;龙门式结构能实现高速、高精度的切割;三维激光切割头不仅能沿X、Y、Z轴作直线运动,且能进行C轴旋转.数控系统采用5轴或6轴联动系统,具有空间立体编程简单、操作方便和可靠性高的特点。目前国内企业对三维激光切割机已经有需求,随着市场和经济的快速发展,在汽车、航空、机车及工程机械等行业对三维激光切割机的需求将会不断增大,因此,开发出性能好、工作可靠、使用方便的三维激光切割机,将使我国激光切割机的水平大大提高一步。
五、总结
随着装备制造业的快速发展,我国数控激光切割成套设备已进入快速增长期,年增长率达50%以上。应用行业包括:汽车、船舶、航空、核工业、机械制造、钢铁、纺织、石油、激光加工中心等。在2006年全国激光加工学术年会上,专家们认为:到“十一五”末期,我国每年至少需要1500多台套高功率数控激光切割机,到“十二五”末期,我国高功率数控激光切割机市场需求量将达到10000台套,其中除了通用的激光切割机之外,对高速高精度激光切割机、大幅面厚板激光切割机、三维立体数控激光切割机、航天航空用有色金属激光器切割机等高性能激光切割系统的需求也与日俱增。
参考文献
[1]田兴志.激光加工现状及2l世纪的展望[J].光机电信息,2003(2).
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[3]乔东凯。谢月强.激光加工机微机控制系统[J].茂名学院学报。2003,13(1):39—42.
关键词:新趋势;电气自动化;特点
一、 电气自动化体现的优势特征
在设计阶段,电气自动化体系需要在电动机部分和配电室设置用电装置,主要是因为此种系统存在大量的部件,需要处理大量的数据,倘若存在技术故障,维修的难度较高。相较于热工设备,电气自动化设备在运行阶段的调控频率偏小,在电气设备的日常运作环节,后续动作的等待时间通常较长。显然,电气装置在系统保护时的标准较为严格,主要是因为其动作的速度极快。分析其结构能够发现,电气自动化设备的动作难度较大,然而自身具备良好的逻辑连锁规则。所以,应该基于电气自动化控制设备采用多种调控手段。
二、电气自动化的发展现状
(一)现场总线和分布式控制
现场总线(Profibus、FF、Interbus等)是一种串行的连接智能设备和自动化系统的数字式、双向传输的分支结构的通讯总线。它通过一根串行电缆将位于中央控制室内的工业计算机、监视,控制软件和PLC的cPU与位于现场的远程站、变频器、智能仪表、马达启动器、低压断路器等连接起来。并将这些现场设备的大量信息采集到中央控制器上来。分布式控制意味着PLC、I/O模块和现场设备通过总线连接起来,将输入,输出模块转换成现场检测器和执行器。
(二) 信息技术与电气工业自动化
PC、客户机,服务器体系结构、以太网和Internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和rr平台的融合,电子商务的普及将加速着这一过程。信息技术对工业世界的渗透来自于两个独立的方向:一是从管理层纵向的渗透。企业的业务数据处理系统要对当前生产过程的数据进行实时的存取;另一方面,信息技术横向扩展到自动化的设备、机器和系统中。信息技术已渗透到产品所有的层面,不仅包括传感器和执行器,而且包括控制器和仪表。Inlemet/Intranet技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。公司的管理者通过普通的浏览器便能够掌握公司的资金、人力等管理信息,同时能够获取目前生产环节的实时情况,高效地掌握最真实和精准的经营数据。虚拟现实手段和影像加工手法的推广,对将来的自动化产业,诸如人机交互和装置保护体系的研发带来巨大的变革。微电子和微处理设备的开发是信息科技发展推动力。在微电子和微处理设备不断普及的背景下,过去界面分明的装置,诸如PLC、调控装置及体系间的界线将不再清晰。配套的软件组成、通讯技术及使用度高且规范的组态环境变得尤为关键。软件的决定性作用持续凸显。
(三)平台开放式发展
OPC使得未来的电气技术的结合.计算机日益发挥着不可替代的作用。微软的技术如Windows NT、Windows CE和Intemet Explore已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。Pc和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在电气自动化领域,基于Pc的人机界面已经成为主流,基于PC的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。在控制层采用Windows作为操作系统平台的好处就是其易于使用和维护以及与办公平台简单的集成。
三、电气自动化技术的发展趋势
(一)实现更加安全化
目前国内电气自动化制造厂商早已大致呈现出安全保护体系和其余体系融组合成整体的发展方向,非安全系统同安全系统的科学组合,能够帮助客户基于非安全体系,迎合其自主消除安全故障的需求,不但可以有益于用户降低资金、人员上的投入,而且使自动化安全的相关商品变成将来业内的焦点之一,是电气自动化转变的方向选择。它的发展需要根植于安全级别最高的运用领域,慢慢向安全级别偏低的领域拓展。先软件的研发后硬件研发,先生产装置后互联网市场,实现对电气自动化系统的逐步改造,由此最后实现对电气自动化安全保护体系的开发。
(二)实现了远程监控
在将来,电气自动化可能增加远距离控制的版块。通过控制,不但可以降低资金和原料的投入,同时可以减少电缆的使用量。可以说电气自动化技术的应用将让远程监控变得更加容易,操作更便捷。
(三)电气自动化技术的更加通用
电气自动化科技发展的方向还涵盖了电气自动化科技的通用性,由此既可以确保电气自动化装置的日常运转,又可以确保公司的日常运转,还可以实现对公司的科学监管。部分公司在装置运行的监管环节,技术的通用性明显较低,由此阻碍了公司的日常运转,导致公司的经营效率显著降低。所以,确保公司系统通讯的正常意义重大。
(四)创新电气自动化产品的创新
符合了我国相关的规范和标准后,电气自动化厂商应该持续增强其科研水平,提升产品的技术含量的标准,提高自主商品在电气自动化制造领域的影响力,积极推动国内大型科技项目的实施。现阶段,国企制造的中低档设备占据着国内电气自动化市场较高的比重,电气自动化生产厂商应该积极探索,走出一条科技发展的新路线,并且始终将创新视作核心,提升产品的技术创新水平。
(五)电气自动化技术和设备的市场化
伴随着国家经济的高速繁荣,电气自动化研发和制造公司同样开展了长期的转型和创新。不但重视电气自动化的科技开发,而且关注产业的分工和社会化合作。所以,应该顺应市场需求的转变实现科学合理的改革。并且重视经费的投入,特别是针对部分核心工艺的开发和研究,由此增强公司的市场竞争能力,从而顺应当代市场经济的需求,保证企业的核心竞争力。
(六)开放化发展
开放化的系统是实现外界接口与外界网络间连接的重要前提,并且已成为电力系统运动、调度自动化和信息管理方面的核心技术。开放化的系统是确保外部端口同外部网路畅通的核心基础,早已变成了电力体系运转、调度智能化和数据管理领域的关键技术。随着相关信息化科技电力装置的研发、引导和应用而持续发展。
四、结束语
电气自动化早已在诸多领域得到了广泛地运用,小至家用开关装置,大至航天航空的研发,均需要电气自动化的帮助。在经济全球化的积极推动下,电气自动化科技的地位日渐提升,对经济和社会的发展产生了极大的影响力。尽管,在电气自动化技术领域,尚存在诸多难题亟待攻克,然而在不久的将来,电气自动化科技势必会向着稳定、专业和高效地方向发展。
小结
在打开“电气自动化”新型格局的过程中,需要全面坚持自“国家生产”到“自主研发”的路线。不仅要确保商品的价格竞争优势,国内公司更应该开辟一种更加积极的发展模式。“电气自动化”厂商必须主动接触新兴科技,由此为打开“电气自动化”的新篇章增加活力。深刻理解“可持续发展观”的核心精神和涵义。联系市场的现状,将“以人为本、积极推动科学发展观”作为指导思想,细心发现问题,不断总结经,调整转型理念和思路,在思维和实践中融入“可持续发展观”,实现“可持续发展观”在对外开放和国家“电气自动化”进程中的全面贯彻。
参考文献:
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