第一篇：計算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用及其發(fā)展前景

計算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用及其發(fā)展前景

計算機(jī)（Computer）是一種能夠按照事先存儲的程序，自動、高速地進(jìn)行大量數(shù)值計算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備。隨著計算機(jī)的性能的完善以及各種科學(xué)研究軟件的豐富，計算機(jī)在材料科學(xué)中的作用變得越來越顯著了，如新材料的設(shè)計，計算機(jī)模擬，工藝過程的優(yōu)化及自動控制，數(shù)據(jù)和圖像處理，信息檢索等等，這些都體現(xiàn)了計算機(jī)在材料科學(xué)中的廣泛應(yīng)用，其發(fā)展前景極為可觀。

下面我就幾種計算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用來說明計算機(jī)與材料科學(xué)研究的關(guān)系。

溫度場的計算，各種材料的加工、成型過程中與加熱、冷卻等傳熱過程有著密切的聯(lián)系，所以利用計算機(jī)解決傳熱問題是極為有力的。

材料科學(xué)與行為工藝的計算機(jī)模擬，材料行為工藝是通過調(diào)整材料在加工過程中的組織性能來改善其使用性能，利用計算機(jī)模擬材料可以部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)的真實試驗，提高了效率、節(jié)省費(fèi)用。

相圖是描述相平衡系統(tǒng)的重要幾何圖形，通過相圖可以獲得某些熱力學(xué)資料；反之通過熱力學(xué)數(shù)據(jù)可以建立一定的模型，從而計算和繪制相圖。相圖計算CALPHAD(Calculation of Phase Diagram)更是在前人收集、總結(jié)熱力學(xué)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上發(fā)展形成的一門新的介于熱力學(xué)、相平衡和計算機(jī)科學(xué)之間的交叉學(xué)科。

材料的組成和結(jié)構(gòu)與計算機(jī)模擬，材料的組成和結(jié)構(gòu)采用各種大型分析設(shè)備進(jìn)行，如掃描電鏡、透射電鏡、分析電鏡、掃描探針顯微鏡，各種譜儀和各種衍射儀，這些均是在計算機(jī)控制下完成各自的分析工作，而且設(shè)備隨之提供了各種功能強(qiáng)大的分析模擬軟件及其數(shù)據(jù)庫，從而更加有效地提高了分析時的數(shù)據(jù)處理能力。

金屬材料加工與計算機(jī)模擬，用計算機(jī)模擬實現(xiàn)試生產(chǎn)、減少實驗次數(shù)、動態(tài)顯示材料加工和制備工藝的各個物理量的演變歷程和空間分布、預(yù)測缺陷和優(yōu)化工藝流程，極大地縮短了試制周期、減少勞動力成本、提高生產(chǎn)率。

塑料加工中的計算機(jī)模擬，利用各種加工技術(shù)和計算機(jī)輔助工程CAE，實現(xiàn)對塑料制品造型、大量數(shù)據(jù)調(diào)用、人機(jī)對話，屏幕顯示模擬實際的成型過程、預(yù)測塑料制件設(shè)計、模具設(shè)計和成型條件對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，從而能夠方便、快捷地修改，尋求最佳的成型過程，使新的成型制品在較短的周期內(nèi)順利投產(chǎn)。

材料數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)的進(jìn)行集合及其管理、利用，從而對工程數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用于存儲、管理和使用面向工程設(shè)計所需要的工程數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模型，這是將工程方法與數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合起來，并將人工智能及專家系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，建成智能化的CAD/CAM集成系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)極大地方便了用戶對數(shù)據(jù)的使用與管理，減輕用戶的工作量和復(fù)雜性，提高了數(shù)據(jù)庫的安全性，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以提供數(shù)據(jù)共享即多用戶同時使用全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫的具有數(shù)據(jù)的獨(dú)立性即每個用戶所使用的數(shù)據(jù)有其自身的邏輯機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫的使用減少數(shù)據(jù)冗余，使數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，使數(shù)據(jù)的相互關(guān)聯(lián)和記錄類型的相互關(guān)聯(lián)，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護(hù)功能，并發(fā)控制的問題，加強(qiáng)了對數(shù)據(jù)的保護(hù)

數(shù)據(jù)庫經(jīng)歷了第一代的層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，第二代的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，直到現(xiàn)在的第三代的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，從而滿足了現(xiàn)在要在數(shù)據(jù)庫中存放和管理的諸如多媒體數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、復(fù)雜對象、圖像對象、知識和超文本等工程數(shù)據(jù)的需求，也就有了面向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以適合于CAD、CAM、CIM等工程應(yīng)用領(lǐng)域。要建立工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)首先需要選擇合適的DBMS作為其開發(fā)平臺，再將工程數(shù)據(jù)映射成DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，利用DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語言和數(shù)據(jù)操縱語言，設(shè)計數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，提供操縱數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的用戶界面。

對于材料數(shù)據(jù)而言，其數(shù)據(jù)量十分龐大，目前世界上已有的工程材料數(shù)據(jù)庫有數(shù)十萬種，各種化合物大幾百萬種。材料的成分、結(jié)構(gòu)、性能及使用等構(gòu)成了龐大的信息體系，它們依然在不斷更新和擴(kuò)大。

材料中成分的組合若進(jìn)行實驗的話，將耗時、耗力，如果利用材料數(shù)據(jù)庫和其他信息處理技術(shù)則可以極大地減少研制工作量、縮短研究周期、降低成本和提高效率。

計算機(jī)材料性能數(shù)據(jù)庫儲存信息量大且存取速度快，查詢方便，由材料查性能，也可以由性能查材料，通過比較不同材料的性能數(shù)據(jù)，進(jìn)行選材或材料代用。，使用靈活，即使對材料的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充、更新和修改，功能強(qiáng)大，實現(xiàn)單位的自動轉(zhuǎn)換、圖形化表示數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)的派生。其應(yīng)用廣泛，配合CAD、CAM實現(xiàn)計算機(jī)輔助選材，還可以設(shè)計材料性能預(yù)測或材料設(shè)計的專家系統(tǒng)。

現(xiàn)有的材料數(shù)據(jù)庫主要是歐美等發(fā)達(dá)國家開發(fā)研制的，而國內(nèi)的相關(guān)單位也進(jìn)行了不斷的探索，取得了一定成績，如清華大學(xué)材料研究所等單位于1990年聯(lián)合建成的新材料數(shù)據(jù)庫，它采用Oracle數(shù)據(jù)庫，含有新型金屬和合金、精細(xì)陶瓷、新型高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料和非晶態(tài)材料五個子庫，今后的材料數(shù)據(jù)庫是向網(wǎng)絡(luò)版方向發(fā)展。

專家系統(tǒng)(Expert System)源于人類專家的知識，應(yīng)用人工智能技術(shù)，工具一個或多個人類專家提供的特殊領(lǐng)域的只是、經(jīng)驗進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家作出決斷的過程，解決那些原來只有工業(yè)專家自己才能解決的各種各樣的復(fù)雜問題，專家系統(tǒng)實際上是一種計算機(jī)程序，在某一特定領(lǐng)域內(nèi)，能夠利用知識和推理來解決人類專家才能解決的問題。

完整的專家系統(tǒng)由六個部分組成：

1.知識庫：用于存放領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑膶ｉT知識，它有知識的數(shù)量和質(zhì)量之分，要選擇合適的知識表達(dá)方式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、把專家的知識形式化并存入知識庫中.工作數(shù)據(jù)庫：包含問題的有關(guān)初始數(shù)據(jù)和求解過程的中間信息組成。

2.推理機(jī)：它要解決如何選擇和使用知識庫中的知識，并運(yùn)用適當(dāng)?shù)目刂撇呗赃M(jìn)行推理來實現(xiàn)問題的求解。

3.知識獲取機(jī)制：實現(xiàn)專家系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)，在系統(tǒng)使用過程中能自動獲取知識，不斷完善擴(kuò)大現(xiàn)有系統(tǒng)功能。

4.解釋機(jī)制：專家系統(tǒng)在通用戶的交互過程中，回答用戶提出的各種問題，包括與系統(tǒng)運(yùn)行有關(guān)的求解過程和與運(yùn)行無關(guān)的關(guān)于系統(tǒng)自身的一些問題。

5.人機(jī)接口：實現(xiàn)系統(tǒng)與用戶之間的雙向信息轉(zhuǎn)換，即系統(tǒng)將用戶的輸入信息翻譯成系統(tǒng)可以接受的內(nèi)部形式，或把系統(tǒng)向用戶輸出的信息轉(zhuǎn)換成人類所熟悉的信息表達(dá)方式。

解釋專家系統(tǒng)：通過對已知信息和數(shù)據(jù)的分析與解釋，確定它們的含義，如圖像分析、化學(xué)結(jié)構(gòu)分析和信號解釋等。

下邊是幾種專家系統(tǒng)還有它們各自的應(yīng)用

1.預(yù)測專家系統(tǒng)：通過對過去和現(xiàn)在已知狀況的分析，推斷未來可能發(fā)生的情況，如天氣預(yù)報、人口預(yù)測、經(jīng)濟(jì)預(yù)測、軍事預(yù)測。

2.診斷專家系統(tǒng)：根據(jù)觀察到的情況來推斷某個對象機(jī)能失常（即故障）的原因，如醫(yī)療診斷、軟件故障診斷、材料失效診斷等。

3.設(shè)計專家系統(tǒng)：工具設(shè)計要求，秋初滿足設(shè)計問題約束的目標(biāo)配置，如電路設(shè)計、土木建筑工程設(shè)計、計算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)工藝設(shè)計等。

4.規(guī)劃專家系統(tǒng)：找出能夠達(dá)到給定目標(biāo)的動作序列或步驟，如機(jī)器人規(guī)劃、交通運(yùn)輸調(diào)度、工程項目論證、通信與軍事指揮以及農(nóng)作物施肥方案等。

5.監(jiān)視專家系統(tǒng)：對系統(tǒng)、對象或過程的行為進(jìn)行進(jìn)行不斷觀察，并把觀察到的行為與其應(yīng)當(dāng)具有的行為進(jìn)行比較，以便發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出警報，如核電站的安全監(jiān)視等。

6.控制專家系統(tǒng)：自適應(yīng)地管理一個受控對象的全面行為，使之滿足預(yù)期的要求，如空中交通管制、商業(yè)管理、作戰(zhàn)管理、自主機(jī)器人控制、生產(chǎn)過程控制等。

材料加工過程的計算機(jī)控制，微機(jī)和可編程控制器在材料加工過程中的應(yīng)用可以減輕勞動強(qiáng)度，顯著改善產(chǎn)品質(zhì)量和精度，從而提高產(chǎn)量。計算機(jī)在材料加工中的應(yīng)用有物化性能測試數(shù)據(jù)的采集和處理，加工過程自動控制（主要探討的內(nèi)容），計算機(jī)輔助模具設(shè)計和制造，材料加工過程的全面質(zhì)量管理

在材料加工控制領(lǐng)域中，運(yùn)用較多的是微機(jī)和可編程控制器（Programmable Controller，簡稱PC），材料加工過程中的基本單元控制一般由可編程控制器或微機(jī)控制系統(tǒng)完成，而復(fù)雜的生產(chǎn)線可由可編程控制器和微機(jī)控制系統(tǒng)共同完成。

計算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)基本功能：模擬量參數(shù)的采集、轉(zhuǎn)換及屏幕顯示，模擬量參數(shù)的越線報警（聲、光的形式），被控參數(shù)的閉環(huán)自動控制，各種流量的累計計算，用于統(tǒng)計計算，各種開關(guān)量輸入信號的檢測與各種開關(guān)量輸出信號的控制，用于設(shè)備的啟停與各種連鎖保護(hù)，生產(chǎn)工藝流程圖及各種被控參數(shù)的動態(tài)趨勢曲線的屏幕顯示、便于操作人員及時掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的操縱和控制，工藝參數(shù)的記錄及打印，以便保存生產(chǎn)技術(shù)資料做經(jīng)濟(jì)指標(biāo)考核，完成與上位機(jī)的通信，將下位機(jī)的各檢測參數(shù)和各流量累計值通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，從而接收到上位機(jī)的監(jiān)督控制

計算機(jī)在材料檢測中也有非常廣泛的應(yīng)用，材料的性能主要決定于它的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)，化學(xué)成分不同的材料具有不同的性能，而相同成分的材料經(jīng)過不同的加工處理而具有不同的組織結(jié)構(gòu)時，也將具有不同的性能。所以通過對材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及物理性的檢測，能更加清晰地揭示材料的深奧秘密。如材料成分的檢測即通過改變材料的成分可以調(diào)整材料的性能，這是利用材料的合成和制備完成的，所以對材料的成分進(jìn)行細(xì)致的檢測是必要的。

目前有許多大型分析設(shè)備（掃描探針顯微鏡（SPM），掃描電鏡（SEM），透射電鏡（TEM），X射線衍射儀，電子衍射儀，紅外光譜儀，原子吸收譜儀，激光光譜儀）用于材料成分的檢測

材料組織結(jié)構(gòu)的檢測直接影響材料性能的材料組織，評價材料缺陷，進(jìn)行計算機(jī)仿真。材料缺陷的計算機(jī)評定，材料缺陷檢測、分級評定和材料缺陷對性能的影響研究也是材料組織檢測的一項，它們也是保證產(chǎn)品質(zhì)量的主要環(huán)節(jié)之一。

選擇可以利用計算機(jī)圖像處理與模式識別技術(shù)來進(jìn)行材料缺陷特征參數(shù)的研究，可以實現(xiàn)材料缺陷圖像獲取、材料缺陷檢出、材料缺陷識別、材料缺陷尺寸測量和分級評定等功能，基本上是自動化的。

對材料研究中的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步處理，如計算、繪圖、擬合分析等，這些功能現(xiàn)在均可利用軟件來完成。

計算機(jī)科學(xué)與材料科學(xué)研究相結(jié)合，改進(jìn)了研究工具和研究方法，促進(jìn)了學(xué)科的發(fā)展。過去，人們主要通過實驗和理論兩種途徑進(jìn)行科學(xué)技術(shù)研究?，F(xiàn)在，計算和模擬已成為研究工作的第三條途徑。計算機(jī)與有關(guān)的實驗觀測儀器相結(jié)合，可對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場記錄、整理、加工、分析和繪制圖表，顯著地提高實驗工作的質(zhì)量和效率。計算機(jī)輔助設(shè)計已成為工程設(shè)計優(yōu)質(zhì)化、自動化的重要手段。在理論研究方面，計算機(jī)是人類大腦的延伸，可代替人腦的若干功能并加以強(qiáng)化。古老的數(shù)學(xué)靠紙和筆運(yùn)算，現(xiàn)在計算機(jī)成了新的工具，數(shù)學(xué)定理證明之類的繁重腦力勞動，已可能由計算機(jī)來完成或部分完成。計算和模擬更是一種新的研究手段。計算機(jī)在材料科學(xué)中的廣泛應(yīng)用，常常產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，從而引起產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面的重大變革。

總之，計算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，其發(fā)展前景也讓材料科學(xué)研究的從業(yè)者滿懷期待。

第二篇：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展前景

計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)就業(yè)方向 就業(yè)前景

就業(yè)現(xiàn)狀

1、網(wǎng)絡(luò)工程方向就業(yè)前景良好，學(xué)生畢業(yè)后可以到國內(nèi)外大型電信服務(wù)商、大型通信設(shè)備制造企業(yè)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)工作，也可以到其他企事業(yè)單位從事網(wǎng)絡(luò)工程領(lǐng)域的設(shè)計、維護(hù)、教育培訓(xùn)等工作。

2、軟件工程方向 就業(yè)前景十分廣闊，學(xué)生畢業(yè)后可以到國內(nèi)外眾多軟件企業(yè)、國家機(jī)關(guān)以及各個大、中型企、事業(yè)單位的信息技術(shù)部門、教育部門等單位從事軟件工程領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)、教學(xué)、科研及管理等工作。也可以繼續(xù)攻讀計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)研究生和軟件工程碩士。

3、通信方向 學(xué)生畢業(yè)后可到信息產(chǎn)業(yè)、財政、金融、郵電、交通、國防、大專院校和科研機(jī)構(gòu)從事通信技術(shù)和電子技術(shù)的科研、教學(xué)和工程技術(shù)工作。

4、網(wǎng)絡(luò)與信息安全方向?qū)捒趶綄I(yè)，主干學(xué)科為信息安全和網(wǎng)絡(luò)工程。學(xué)生畢業(yè)后可為政府、國防、軍隊、電信、電力、金融、鐵路等部門的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和信息安全領(lǐng)域進(jìn)行管理和服務(wù)的高級專業(yè)工程技術(shù)人才。并可繼續(xù)攻讀信息安全、通信、信息處理、計算機(jī)軟件和其他相關(guān)學(xué)科的碩士學(xué)位。發(fā)展趨勢

截至2005年底，全國電子信息產(chǎn)品制造業(yè)平均就業(yè)人數(shù) 322．8萬人，其中工人約占6 0％，工程技術(shù)人員和管理人員比例較低，遠(yuǎn)不能滿足電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。軟件業(yè)人才供需矛盾尤為突出。2002年，全國軟件產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員59．2萬人，其中軟件研發(fā)人員為15．7萬人，占26．52％。而當(dāng)前電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國家技術(shù)人員的平均比例都在30％以上。中國電子信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員總量稍顯不足。需求分析

1．全國計算機(jī)應(yīng)用專業(yè)人才的需求每年將增加100萬人左右 按照人事部的有關(guān)統(tǒng)計，中國今后幾年內(nèi)急需人才主要有以下 8大類：以電子技術(shù)、生物工程、航天技術(shù)、海洋利用、新能源新材料為代表的高新技術(shù)人才；信息技術(shù)人才；機(jī)電一體化專業(yè)技術(shù)人才；農(nóng)業(yè)科技人才；環(huán)境保護(hù)技術(shù)人才；生物工程研究與開發(fā)人才；國際貿(mào)易人才；律師人才。教育部、信息產(chǎn)業(yè)部、國防科工委、交通部、衛(wèi)生部目前聯(lián)合調(diào)查的專業(yè)領(lǐng)域人才需求狀況表明，隨著中國軟件業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，軟件人才結(jié)構(gòu)性矛盾日益顯得突出，人才結(jié)構(gòu)呈兩頭小、中間大的橄欖型，不僅缺乏高層次的系統(tǒng)分析員、項目總設(shè)計師，也缺少大量從事基礎(chǔ)性開發(fā)的人員。按照合理的人才結(jié)構(gòu)比例進(jìn)行測算，到2005年，中國需要軟件高級人才6萬人、中級人才28萬人、初級人才46萬人，再加上企業(yè)、社區(qū)、機(jī)關(guān)、學(xué)校等領(lǐng)域，初步測算，全國計算機(jī)應(yīng)用專業(yè)人才的需求每年將增加100萬人左右。2，數(shù)控人才需求增加 藍(lán)領(lǐng)層數(shù)控技術(shù)人才是指承擔(dān)數(shù)控機(jī)床具體操作的技術(shù)工人，在企業(yè)數(shù)控技術(shù)崗位中占70．2％，是目前需求量最大的數(shù)控技術(shù)工人；而承擔(dān)數(shù)控編程的工藝人員和數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修人員在企業(yè)數(shù)控技術(shù)崗位中占25％，其中數(shù)控編程技術(shù)工藝人員占12．6％，數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修人員占12．4％，隨著企業(yè)進(jìn)口大量的設(shè)備，數(shù)控人才需求將明顯增加。3．軟件人才看好 教育部門的統(tǒng)計資料和各地的人才招聘會都傳出這樣的信息計算機(jī)、微電子、通訊等電子信息專業(yè)人才需求巨大，畢業(yè)生供不應(yīng)求。從總體上看，電子信息類畢業(yè)生的就業(yè)行情十分看好，10年內(nèi)將持續(xù)走俏。網(wǎng)絡(luò)人才逐漸吃香，其中最走俏的是下列3類人才：軟件工程師、游戲設(shè)計師、網(wǎng)絡(luò)安全師。4．電信業(yè)人才需求持續(xù)增長 電信企業(yè)對于通信技術(shù)人才的需求，尤其是對通信工程、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息工程、電子信息工程等專業(yè)畢業(yè)生的需求持續(xù)增長。隨著電信市場的競爭由國內(nèi)競爭向國際競爭發(fā)展并日趨激烈，對人才層次的要求也不斷升級，即由本科、?？粕虼T士生和博士生發(fā)展。市場營銷人才也是電信業(yè)的需求亮點(diǎn)。隨著電信市場由過去的賣方市場轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的買方市場，電信企業(yè)開始大舉充實營銷隊伍，既懂技術(shù)又懂市場營銷的人才將會十分搶手。發(fā)展方向

計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)畢業(yè)生的職業(yè)發(fā)展路線基本上有兩條路線： 第一類路線，純技術(shù)路線；信息產(chǎn)業(yè)是朝陽產(chǎn)業(yè)，對人才提出了更高的要求，因為這個行業(yè)的特點(diǎn)是技術(shù)更新快，這就要求從業(yè)人員不斷補(bǔ)充新知識，同時對從業(yè)人員的學(xué)習(xí)能力的要求也非常高； 第二類路線，由技術(shù)轉(zhuǎn)型為管理，這種轉(zhuǎn)型尤為常見于計算機(jī)行業(yè)，比方說編寫程序，是一項腦力勞動強(qiáng)度非常大的工作，隨著年齡的增長，很多從事這個行業(yè)的專業(yè)人才往往會感到力不從心，因而由技術(shù)人才轉(zhuǎn)型到管理類人才不失為一個很好的選擇。就業(yè)要求

即計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)大學(xué)生應(yīng)該儲備的知識）

1、網(wǎng)絡(luò)工程方向?qū)I(yè)培養(yǎng)的人才具有扎實的網(wǎng)終：工程專業(yè)基礎(chǔ)、較好的綜合素質(zhì)；能系統(tǒng)地掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)終技術(shù)領(lǐng)域的基本理論、基本知識；能掌握各類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組網(wǎng)、規(guī)劃、設(shè)計、評價的理論、方法與技術(shù)；獲得計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、開發(fā)及應(yīng)用方面良好的工程實踐訓(xùn)練，特別是獲得大型網(wǎng)絡(luò)工程開發(fā)的初步訓(xùn)練。

2、軟件產(chǎn)業(yè)作為信息產(chǎn)業(yè)的核心，是國民經(jīng)濟(jì)信息化的基礎(chǔ)，它已經(jīng)涉足工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、金融、科教衛(wèi)生、國防和百姓生活等各個領(lǐng)域。本專業(yè)方向就是學(xué)習(xí)如何采用先進(jìn)的工程化方法進(jìn)行軟件開發(fā)和軟件生產(chǎn)。

3、計算機(jī)軟件主流開發(fā)技術(shù)、軟件工程、軟件項目過程管理等基本知識與技能，熟練掌握先進(jìn)的軟件開發(fā)工具、環(huán)境和軟件工程管理方法，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的軟件設(shè)計與項目實施能力，勝任軟件開發(fā)、管理和維護(hù)等相關(guān)工作的專業(yè)性軟件工程高級應(yīng)用型人才。

4、信息工程通信方向是一個以通信技術(shù)、電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本理論和技術(shù)及信號與信息的獲取、傳輸、存儲、處理為學(xué)習(xí)和研究對象。要求學(xué)生系統(tǒng)的學(xué)習(xí)通信系統(tǒng)和信息科學(xué)的基本理論和基本知識。使學(xué)生受到嚴(yán)格的科學(xué)試驗訓(xùn)練和科學(xué)研究初步訓(xùn)練，具有從事通信工程和電子工程的綜合設(shè)計、開發(fā)、集成應(yīng)用及維護(hù)等能力的高級應(yīng)用型技術(shù)人才。主要的研究領(lǐng)域包括：現(xiàn)代通信系統(tǒng)與程控交換、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與移動通信、信號與信息處理新方法、數(shù)字圖像處理及壓縮技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、DSP原理及應(yīng)用和通信領(lǐng)域新技術(shù)新業(yè)務(wù)的研發(fā)等。

5、信息工程網(wǎng)絡(luò)與信息安全方向是以信息安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，以信息安全和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的研究、開發(fā)、運(yùn)行、管理和維護(hù)為學(xué)習(xí)和研究對象，掌握網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)信息安全的相關(guān)技術(shù)。要求學(xué)生系統(tǒng)的學(xué)習(xí)信息科學(xué)和通信系統(tǒng)的基本理論和基本知識，使學(xué)生受到嚴(yán)格的科學(xué)試驗訓(xùn)練和科學(xué)研究初步訓(xùn)練，具有從事信息安全和網(wǎng)絡(luò)工程綜合設(shè)計、開發(fā)、維護(hù)及應(yīng)用等基本能力的高級應(yīng)用型技術(shù)人才。計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)分析

計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科下設(shè)的一個二級學(xué)科，該專業(yè)應(yīng)用十分廣泛，它以計算機(jī)基本理論為基礎(chǔ)，突出計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的實際應(yīng)用。[1] 目前我國計算機(jī)專業(yè)主要分為三大類：計算機(jī)基礎(chǔ)專業(yè)、與理工科交叉的計算機(jī)專業(yè)、與文科藝術(shù)類交叉的計算機(jī)專業(yè)。

1.計算機(jī)基礎(chǔ)專業(yè) 專業(yè)要求與就業(yè)方向：這些專業(yè)不但要求學(xué)生掌握計算機(jī)基本理論和應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，具有一定的理論基礎(chǔ)，同時又要求學(xué)生具有較強(qiáng)的實際動手能力。學(xué)生畢業(yè)后能在企事業(yè)單位、政府部門從事計算機(jī)應(yīng)用以及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)等工作。推薦院校：北京大學(xué)、清華大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、南京大學(xué)、上海交通大學(xué)、東南大學(xué)

2.與理工科交叉的計算機(jī)專業(yè) 與理工科交叉而衍生的計算機(jī)專業(yè)很多，如數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)、自動化專業(yè)、信息與計算科學(xué)專業(yè)、通信工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)、計算機(jī)應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)等。1)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)： 專業(yè)要求與就業(yè)方向：數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)是計算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)和上升的平臺，是與計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)聯(lián)系最為緊密的專業(yè)之一。該專業(yè)就業(yè)面相對于計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)來說寬得多，不但適用于IT 領(lǐng)域，也適用于數(shù)學(xué)領(lǐng)域。推薦院校：同濟(jì)大學(xué)、東南大學(xué)、中山大學(xué)、寧波大學(xué)、深圳大學(xué) 2)自動化專業(yè)： 專業(yè)要求與就業(yè)方向：自動化專業(yè)是一個歸并了多個自動控制領(lǐng)域?qū)I(yè)的寬口徑專業(yè)，要求學(xué)生掌握自動控制的基本理論，并立足信息系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)的控制這一新興應(yīng)用領(lǐng)域制定專業(yè)課程體系，是工業(yè)制造業(yè)的核心專業(yè)。自動化專業(yè)的畢業(yè)生具有很強(qiáng)的就業(yè)基礎(chǔ)和優(yōu)勢。推薦院校：清華大學(xué)、東南大學(xué)、北京郵電大學(xué)、重慶大學(xué) 3)信息與計算科學(xué)專業(yè)： 專業(yè)要求與就業(yè)方向：這是一個由信息科學(xué)、計算數(shù)學(xué)、運(yùn)籌與控制科學(xué)等交叉滲透而形成的專業(yè)，就業(yè)面涉及到教學(xué)、商業(yè)、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)、軟件設(shè)計等各個方面，就業(yè)率高達(dá)95%以上。推薦院校：清華大學(xué)、南京大學(xué)、蘇州大學(xué) 4)通信工程專業(yè)： 專業(yè)要求與就業(yè)方向：通信工程專業(yè)要求學(xué)生掌握通信基礎(chǔ)理論和基本基礎(chǔ)，掌握微波、無線電、多媒體等通信技術(shù)，以及電子和計算機(jī)技術(shù)，在信息時代有著極佳的就業(yè)優(yōu)勢。推薦院校：復(fù)旦大學(xué)、北京郵電大學(xué)、吉林大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京理工大學(xué) 5)電子信息工程專業(yè)： 專業(yè)要求與就業(yè)方向：電子信息工程專業(yè)是寬口徑專業(yè)，主要培養(yǎng)信息技術(shù)、電子工程、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成等領(lǐng)域的高級IT 人才，畢業(yè)生可從事電子設(shè)備、信息系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的研究、設(shè)計、制造、應(yīng)用和開發(fā)工作。推薦院校：浙江大學(xué)、清華大學(xué)、廈門大學(xué)、武漢大學(xué)、四川大學(xué)、云南大學(xué) 3.與文科藝術(shù)類相交叉的計算機(jī)專業(yè) 如果選擇藝術(shù)類院校的上述專業(yè)，應(yīng)有充分的思想準(zhǔn)備：報考人數(shù)眾多而招生人數(shù)有限，中國美術(shù)學(xué)院的報名與錄取比例在2～5%是很正常的事，由此可見競爭之殘酷，門檻之高。1)計算機(jī)美術(shù)設(shè)計專業(yè) 專業(yè)要求與就業(yè)方向：計算機(jī)美術(shù)設(shè)計專業(yè)要求學(xué)生掌握美術(shù)設(shè)計和計算機(jī)的基礎(chǔ)知識，熟練運(yùn)用計算機(jī)進(jìn)行廣告設(shè)計、產(chǎn)品造型設(shè)計、室內(nèi)外裝飾設(shè)計及電視三維動畫制作等美術(shù)設(shè)計工作。學(xué)生畢業(yè)后可在設(shè)計部門、廣告公司、裝潢公司、網(wǎng)絡(luò)公司、軟件公司、動畫公司、企事業(yè)廣告部及學(xué)校等從事美術(shù)設(shè)計策劃與制作、電腦繪畫、動畫制作、網(wǎng)頁設(shè)計及教學(xué)工作和計算機(jī)系統(tǒng)日常維護(hù)與管理等工作。推薦院校：四川美術(shù)學(xué)院、云南大學(xué)、南京藝術(shù)學(xué)院、重慶師范大學(xué) 2)網(wǎng)頁設(shè)計專業(yè) 專業(yè)要求與就業(yè)方向：互聯(lián)網(wǎng)融入我們的生活，深刻地影響和改變著我們的生活方式和交流方式。網(wǎng)絡(luò)以其自身信息傳遞的高效快捷、多樣化、互動性等優(yōu)勢，深受人們的歡迎，已經(jīng)成為速度最快、覆蓋面最廣的媒體傳播方式。因此，網(wǎng)頁設(shè)計專業(yè)對廣大青年學(xué)生也是一個不錯的選擇。推薦院校：首都師范大學(xué)、中央美術(shù)學(xué)院 3)影視動畫設(shè)計專業(yè) 專業(yè)要求與就業(yè)方向：學(xué)生畢業(yè)后可以從事動畫原畫創(chuàng)作、動畫設(shè)計、廣告設(shè)計、軟件開發(fā)、影視節(jié)目制作等工作，還可以從事傳媒設(shè)計、管理及商務(wù)方向。推薦院校：北京電影學(xué)院、成都大學(xué) 4)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè) 專業(yè)要求與就業(yè)方向：本專業(yè)是以美術(shù)造型能力為基礎(chǔ)，以裝飾、建筑等專業(yè)為設(shè)計依據(jù)的創(chuàng)造性專業(yè)學(xué)科，培養(yǎng)能夠獨(dú)立從事居住環(huán)境和商業(yè)環(huán)境的設(shè)計以及其他環(huán)境藝術(shù)設(shè)計與施工的專門型、應(yīng)用型人才。推薦院校：浙江工業(yè)大學(xué)、中國美術(shù)學(xué)院 計算機(jī)是一門應(yīng)用極為廣泛的科學(xué)，在它應(yīng)用的每一個學(xué)科中都已經(jīng)誕生并繼續(xù)誕生新的學(xué)科和專業(yè)。同時，在計算機(jī)的應(yīng)用中又快速產(chǎn)生著新的專業(yè)，像比較時興的電子商務(wù)專業(yè)、信息安全專業(yè)、辦公自動化專業(yè)等都有著良好發(fā)展勢頭和前景。

第三篇：計算機(jī)在化工中的應(yīng)用

計算機(jī)在化工中的應(yīng)用

安徽理工大學(xué) 應(yīng)用化學(xué) 金磊 引言

隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展．它在化工設(shè)計中的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，由局部輔助發(fā)展到全面輔助，計算機(jī)的發(fā)展對化工設(shè)計的影響也越來越重要性已成為必然的趨勢。對化工設(shè)計而言．從由分子結(jié)構(gòu)出發(fā)預(yù)測物質(zhì)的物性到工藝過程的設(shè)計、分析直至繪圖．均可由計算機(jī)完成，可用一句話簡單地概括計算機(jī)在化工設(shè)計中的作用：模擬計算和繪圖?；み^程所涉及到的模擬包括微觀過程或結(jié)構(gòu)分子模擬到研究宏觀過程的流程模擬。繪圖是計算機(jī)科學(xué)的一個重要分支，在工程設(shè)計中用計算機(jī)繪圖通常為計算機(jī)輔助設(shè)計，簡稱CAD?；ぴO(shè)計是一個系統(tǒng)工程，除了工藝路線設(shè)計、設(shè)備計算、繪圖等以外，還有環(huán)境評估，經(jīng)濟(jì)效益，社會效益等大量的工作。這些都可以借助于計算機(jī)來完成。計算機(jī)與化工兩者互相影響、滲透與結(jié)合，已經(jīng)并將繼續(xù)給化工設(shè)計帶來影響和改變。[1] 2 計算機(jī)在化工教學(xué)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師板書占用時間太計算機(jī)在化工教學(xué)中的廣泛應(yīng)用可以增大教學(xué)容量、提多，太長，內(nèi)容必然受到限制，教師與學(xué)生之間溝通交流的時間以及學(xué)生動腦思考的時間也會縮短。使用多媒體技術(shù)可減少板書，不僅可讓學(xué)生學(xué)習(xí)更多的知識，增加知識容量，還可將較多的時間留給學(xué)生，讓學(xué)生去思考，去探索，去實踐，拓寬知識面。

教學(xué)中我們常用PowePoint軟件制作和演示幻燈片，能夠制作出集文字、圖形、圖像、聲音以及視頻剪輯等多媒體元素于一體的演示文稿，用于展示，介紹作者的學(xué)術(shù)思想和科研成果。PowerPoinnt的最新版本為PowerPoinnt2007，其用戶界面與 Word相似,主要包括：標(biāo)題欄、Office按鈕、快速訪問工具欄、工具欄、文檔編輯區(qū)、狀態(tài)欄等。[6] 3計算機(jī)在處理化學(xué)數(shù)據(jù)中的應(yīng)用

用計算機(jī)處理化學(xué)數(shù)據(jù)和繪制圖形我們常用Origin軟件進(jìn)行處理，這樣可以避免手動處理帶來的人為誤差和因為大意而造成的失誤，并且可以節(jié)省時間提高工作效率。Origin為OriginLab公司出品的較流行的專業(yè)函數(shù)繪圖軟件，是公認(rèn)的簡單易學(xué)、操作靈活、功能強(qiáng)大的軟件，既可以滿足一般用戶的制圖需要，也可以滿足高級用戶數(shù)據(jù)分析、函數(shù)擬合的需要。

Origin是公認(rèn)的快速、靈活、易學(xué)的工程制圖軟件。它的最新的版本號是8.1 SR3，另外分為普通版（Origin 8.1）和專業(yè)版（OriginPro 8.1）兩個版本。

Origin具有兩大主要功能：數(shù)據(jù)分析和繪圖。Origin的數(shù)據(jù)分析主要包括統(tǒng)計、信號處理、圖像處理、峰值分析和曲線擬合等各種完善的數(shù)學(xué)分析功能。準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時，只需選擇所要分析的數(shù)據(jù)，然后再選擇相應(yīng)的菜單命令即可。Origin的繪圖是基于模板的，Origin本身提供了幾十種二維和三維繪圖模板而且允許用戶自己定制模板。繪圖時,只要選擇所需要的模板就行。用戶可以自定義數(shù)學(xué)函數(shù)、圖形樣式和繪圖模板；可以和各種數(shù)據(jù)庫軟件、辦公軟件、圖像處理軟件等方便的連接。

Origin可以導(dǎo)入包括ASCII、Excel、pClamp在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)。另外，它可以把Origin圖形輸出到多種格式的圖像文件，譬如JPEG、GIF、EPS、TIFF等等。

Origin里面也支持編程，以方便拓展Origin的功能和執(zhí)行批處理任務(wù)。Origin里面有兩種編程語言——LabTalk和Origin C。

在Origin的原有基礎(chǔ)上，用戶可以通過編寫X-Function來建立自己需要的特殊工具。X-Function可以調(diào)用Origin C和 [2]NAG函數(shù)，而且可以很容易地生成交互界面。用戶可以定制自己的菜單和命令按鈕，把X-Function放到菜單和工具欄上，以后就可以非常方便地使用自己的定制工具。

4，計算機(jī)在化學(xué)繪圖方面的應(yīng)用

所謂計算機(jī)繪圖，狹義地理解，用計算機(jī)驅(qū)動繪圖儀或打印機(jī)畫出所需的圖形，在繪圖輸出之前，通常要把所畫圖形預(yù)先顯示在計算機(jī)屏幕(顯示器CRT)上，以便人們對所國圖形是否正確加以判斷，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤，即重新調(diào)試。這樣就可將很多錯誤消滅在繪圖輸出之前，以保證所繪圖形正確無誤。所以計算機(jī)繪圖可廣泛地應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)中，其工具主要有以下幾種 4.1功能強(qiáng)大的ACDI/Chemsketch 這是一個免費(fèi)軟件(部分功能受限)，安裝很簡便。主要功能和特點(diǎn):繪制平面(C2D)和立體(3D3化學(xué)結(jié)構(gòu)式、反應(yīng)式和化學(xué)圖形;其繪圖功能十分強(qiáng)大，具有豐富的化學(xué)圖形繪制工具，各種化學(xué)符號應(yīng)有盡有;內(nèi)置包括各種原子、有機(jī)物官能團(tuán)等基本結(jié)構(gòu)的模具工具欄，使得繪制復(fù)雜龐大的有機(jī)物結(jié)構(gòu)式變得非常便捷，并且可以把繪制好的平面化學(xué)結(jié)構(gòu)圖直接轉(zhuǎn)換為立體圖形:能夠預(yù)測分子結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)如分子量、摩爾體積、極性、密度、介電常數(shù)等;可對所繪制的分子結(jié)構(gòu)自動命名文)，可提供有機(jī)物的同分異構(gòu)體(正版才有)等等。其主要功能有：（1）繪制化學(xué)結(jié)構(gòu)圖（2）編輯文本和圖形（3）測算各項參數(shù)（4）3D轉(zhuǎn)換和動態(tài)旋轉(zhuǎn)

4.2化學(xué)圖文編輯工具Chem/Window[3] 是化Chem Window可用于繪制化學(xué)圖形、化學(xué)實驗裝置圖、，化工工藝流程圖等，學(xué)工作者在教學(xué)和科研中的有力助手，其主 要用途有：

（1）編輯化學(xué)方程式（2）制作反映過程關(guān)系圖（3）繪制化學(xué)實驗裝置圖（4）繪制化工流程圖 4.3 Chemoffice系列軟件

Chemoflic。是一套功能十分強(qiáng)大的化學(xué)專業(yè)應(yīng)用軟件，它是由ChemDraw , Chem3D和ChemFinder等三個軟件組成的一個軟件包，按發(fā)布時間有2002.2004, 2006等版本，根據(jù)功能和專業(yè)化程度又分為Std, Pro和Ultra三種版本，Ultra版還包含E-notebook及Chemlnfo數(shù)據(jù)庫，使其應(yīng)用性更強(qiáng)。4.3.1 ChemDraw的應(yīng)用

能夠繪制和編輯高質(zhì)量的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖，識別和顯示立體結(jié)構(gòu)，具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式與化學(xué)名稱相互轉(zhuǎn)換的功能:由于內(nèi)建有NMR數(shù)據(jù)庫，能夠與Excel數(shù)據(jù)兼容，能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫信息檢索等。

4.3.2 Chem3 D的應(yīng)用

①將2D圖形轉(zhuǎn)化為3D圖形 ②利用Chern3D進(jìn)行化學(xué)計算 4.4 visio 2007 繪制化學(xué)化工圖形[4]

是微軟公司出品的一款的軟件，它有助于 IT 和商務(wù)專業(yè)人員輕松地可視化、分析和交流復(fù)雜信息。它能夠?qū)㈦y以理解的復(fù)雜文本和表格轉(zhuǎn)換為一目了然的 Visio 圖表。該軟件通過創(chuàng)建與數(shù)據(jù)相關(guān)的 Visio 圖表（而不使用靜態(tài)圖片）來顯示數(shù)據(jù)，這些圖表易于刷新，并能夠顯著提高生產(chǎn)率。使用 Office Visio 2007 中的各種圖表可了解、操作和共享企業(yè)內(nèi)組織系統(tǒng)、資源和流程 的有關(guān)信息。

使用 Office Visio 2007 中的新增功能或改進(jìn)功能，可以更輕松地將流程、系統(tǒng)和復(fù)雜信息可視化：

借助模板快速入門。Office Visio 2007 提供了特定工具來支持 IT 和商務(wù)專業(yè)人員的不同圖表制作需要。使用 Office Visio Professional 2007 中的 ITIL（IT 基礎(chǔ)設(shè)施庫）模板和價值流圖模板，可以創(chuàng)建種類更廣泛的圖表。使用預(yù)定義的 Microsoft SmartShapes 符號和強(qiáng)大的搜索功能可以找到合適的形狀，而無論該形狀是保存在計算機(jī)上還是網(wǎng)站上。

快速訪問常用的模板。通過瀏覽簡化的模板類別和使用大模板預(yù)覽，在新增的“入門”窗口中查找所需的模板。使用“入門”窗口中新增的“最近打開的模板”視圖找到您最近使用的模板。

從示例圖表獲得靈感。在 Office Visio Professional 2007 中，打開新的“入門”窗口和使用新的“示例”類別，可以更方便地查找新的示例圖表。查看與數(shù)據(jù)集成的示例圖表，為創(chuàng)建自己的圖表獲得思路，認(rèn)識到數(shù)據(jù)為眾多圖表類型提供更多上下文的方式，以及確定要使用的模板。

無需繪制連接線便可連接形狀。只需單擊一次，Office Visio 2007 中新增的自動連接功能就可以將形狀連接、使形狀均勻分布并使它們對齊。移動連接的形狀時，這些形狀會保持連接，連接線會在形狀之間自動重排。

Microsoft Office Visio 2007 繪圖和圖表制作軟件有助于 IT 和商務(wù)專業(yè)人員輕松地可視化、分析和交流復(fù)雜信息。它能夠?qū)㈦y以理解的復(fù)雜文本和表格轉(zhuǎn)換為一目了然的 Visio 圖表。該軟件通過創(chuàng)建與數(shù)據(jù)相關(guān)的 Visio 圖表（而不使用靜態(tài)圖片）來顯示數(shù)據(jù)，這些圖表易于刷新，并能夠顯著提高生產(chǎn)率。使用 Office Visio 2007 中的各種圖表可了解、操作和共享企業(yè)內(nèi)組織系統(tǒng)、資源和流程的有關(guān)信息。

5 計算機(jī)在科技論文撰寫及演講中的應(yīng)用

科技論文是作者對所從事的研究進(jìn)行的集假說。數(shù)據(jù)和結(jié)論為一體的概括性論述，是科學(xué)研究工作的重要內(nèi)容。撰寫論文主要目的是與同行交流，介紹作者研究工作，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，獲得同行專家的意見并改進(jìn)作者的工作。撰寫科技論文還是對研究工作的整理，總結(jié)和精煉的過程，有助于作者系統(tǒng)地思考，調(diào)整和完善研究思路。[6] Microsoft Word 2007是目前全世界最流行的文字編輯軟件，可以用它來編輯和發(fā)送電子郵件，編輯和處理網(wǎng)頁等。Mircrosoft Word為我們提供了文本和符號的編輯和修改，公式的編輯輸入，有詳細(xì)的字體和段落格式的設(shè)置以及頁面設(shè)置，頁眉頁腳的編輯，表格的制作，圖形的編輯，目錄的操作和文檔的打印等。

在撰寫論文也常常涉及到化工文獻(xiàn)的查詢，如果這項工作沒有計算機(jī)，那么其難度將是不可想象的！首先，全面的查閱文獻(xiàn)就成為不可能，化工行業(yè)遍布全球，分布之廣就是人力所不能完成的工作，其次，化工文獻(xiàn)眾多，人的大腦是不可能將其全面的進(jìn)行歸類和總結(jié)。而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)卻能將這些復(fù)雜的問題解決掉，為我們的化工事業(yè)掃輕障礙。計算機(jī)在化工控制方面的應(yīng)用

70年代，一些著名的儀表公司推出了Dcs集散控制系統(tǒng)，使計算機(jī)集中控制和直接數(shù)字控制得以在全球迅速推廣應(yīng)用。80年代，計算機(jī)過程控制已進(jìn)人高一層次，可完成Prn控制、順序控制和能量控制，圖示功能得到增強(qiáng)，并能實現(xiàn)PID參數(shù)自整定。90年代以來，發(fā)展更為迅速，RISC工作站使圖形窗口更完善，操作更方便，人機(jī)接口、容錯技術(shù)和通訊網(wǎng)絡(luò)都得到進(jìn)一步發(fā)展?；どa(chǎn)過程自動化的實現(xiàn)，能根本改變勞動方式，提高工人文化技術(shù)水平。[5] 6 7 計算機(jī)在過程模擬中的應(yīng)用

人工智能是計算機(jī)發(fā)展的最高境界，也是計算機(jī)應(yīng)用的重要領(lǐng)域?；瘜W(xué)的各個相關(guān)學(xué)科普遍具有知識量大、過程復(fù)雜、相對規(guī)律性較差的特點(diǎn)。利用計算機(jī)的海量信息存儲能力、準(zhǔn)確的邏輯判斷分析能力和強(qiáng)大的計算能力，建立化學(xué)類專家系統(tǒng)具有重要的意義。因此需要了解掌握計算機(jī)智能化技術(shù)，結(jié)合邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)庫管理和決策判斷等技術(shù)知識，為建立各種化學(xué)化工模擬系統(tǒng)做知識儲備。

9結(jié)語

本文簡單介紹了計算機(jī)在化學(xué)化工各個領(lǐng)域中的不同應(yīng)用，闡述了現(xiàn)代化學(xué)與計算機(jī)密不可分的關(guān)系，為我們在學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)習(xí)提供了方法和途徑。隨著計算機(jī)的高速發(fā)展，它在化學(xué)化工中的應(yīng)用必將更加擴(kuò)大。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：淺談計算機(jī)在檔案管理中的應(yīng)用

淺談計算機(jī)在檔案管理中的應(yīng)用

摘要：文章認(rèn)為計算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代檔案管理應(yīng)用中起著越來越重要的作用，這是檔案現(xiàn)代化發(fā)展的客觀要求，有利于促進(jìn)計算機(jī)信息處理與檔案信息管理的結(jié)合。同時，也順應(yīng)了社會信息化的要求，提高了檔案工作者的素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)技術(shù)；檔案管理；重要性

隨著計算機(jī)技術(shù)信息技術(shù)迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計算機(jī)技術(shù)為檔案信息資源的科學(xué)管理和有效開發(fā)利用創(chuàng)造了前所未有的契機(jī)，信息成為知識經(jīng)濟(jì)時代最為重要的資源。目前，檔案電子化是檔案管理工作必須實施的重要工作，已經(jīng)成為人們的共識并顯示出非常顯著的成績。

計算機(jī)對檔案信息進(jìn)行管理，具有手工管理所無法比擬的優(yōu)勢，如檢索迅速、查找方便、可靠性高、存儲量大、保密性好、壽命長、成本低等，這些優(yōu)點(diǎn)能極大地提高檔案管理的效率及利用工作的水平，也是檔案部門的科學(xué)化、正規(guī)化管理與世界接軌的重要條件，但是受行業(yè)和規(guī)模的影響，計算機(jī)的應(yīng)用技術(shù)水平還參差不齊。

就目前狀況看普及程度還存在一定的局限性，只是在科研院校、金融保險業(yè)較為普遍，其它行業(yè)檔案管理工作仍然是處于人工管理或半人工管理狀態(tài)，檔案的信息功能還不能得以充分發(fā)揮。實踐證明，怎樣擺脫傳統(tǒng)的檔案管理方式，實現(xiàn)檔案的計算機(jī)應(yīng)用管理，怎樣為檔案的開發(fā)、整理、改革發(fā)揮重要的作用已成為一個重要課題擺在檔案工作面前。

一、檔案管理應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)是檔案現(xiàn)代化發(fā)展的要求

從20世紀(jì)80年代開始，世界范圍內(nèi)以計算機(jī)為核心的現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，給檔案管理帶來前所未有的沖擊和革命。首先，計算機(jī)技術(shù)被廣泛引入日常的檔案管理工作中。其中最為突出的是表現(xiàn)在檔案檢索工作上，即利用計算機(jī)的超大容量和運(yùn)算快捷的特點(diǎn)，將檔案檢索系統(tǒng)輸入計算機(jī)之中。以提高檔案檢索的質(zhì)量和速度。其次，由于電子檔案的大量涌現(xiàn)，同時人們?yōu)榱朔奖憷糜职褌鹘y(tǒng)的固態(tài)檔案錄入計算機(jī)，建成數(shù)字檔案館，這種借助于新技術(shù)建立的檔案館為檔案管理工作開拓了一個全新的領(lǐng)域和課題。再次，為了適應(yīng)用戶對開放的先行文件和歷史檔案的快捷查找，利用的需求各級各類檔案館（室）紛紛建立各種類型的計算機(jī)網(wǎng)站。檔案載體的變化是出現(xiàn)了電子檔案，黨政機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位的辦公、管理和經(jīng)營活動的方式發(fā)生了質(zhì)的變化，電子政務(wù)、電子商務(wù)這種新形式的辦公方式開始嶄露頭角，逐漸替代了以紙張為介質(zhì)傳遞信息的傳統(tǒng)辦公模式。人們利用計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)來書寫、傳遞、儲存、查找檢索和利用信息。信息的存在形式就由原先看的見，摸的著的固態(tài)形式轉(zhuǎn)化為看不見、摸不著的數(shù)碼形式，它轉(zhuǎn)化的檔案就是電子檔案。隨著電子文件幾何式驟增，對電子檔案的超前控制、及時收集、有效管理與開發(fā)利用以及數(shù)字化技術(shù)的推廣。服務(wù)范圍的拓展，管理手段的革新都要求檔案管理人員的計算機(jī)知識和技能必須與時代同步。要樹立適應(yīng)新形式要求的全新的服務(wù)理念，把現(xiàn)代化計算機(jī)技術(shù)與我們積累的工作經(jīng)驗、檔案利用的典型案例、檔案史料、編研材料結(jié)合起來，參與到這場文案管理的變革中來，在變革中求生存，在變革中求發(fā)展，不斷改進(jìn)工作方法，增強(qiáng)服務(wù)意識，改善服務(wù)環(huán)境，使檔案信息得到更好的利用，順應(yīng)時代的要求。

二、計算機(jī)技術(shù)管理檔案是促進(jìn)計算機(jī)信息處理與檔案信息管理相結(jié)合的一種嘗試近20年來，我國檔案事業(yè)發(fā)生了巨大變化，檔案隊伍的綜合素質(zhì)也有了顯著提高，而檔案的信息管理基本上沒有進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整來反映這些發(fā)展變化。檔案管理除保管檔案實體延長其保存壽命維護(hù)歷史真實面貌外，其重要任務(wù)就是管理，開發(fā)檔案信息提供檔案信息服務(wù)。檔案工作屬于信息管理服務(wù)范疇，而計算機(jī)在數(shù)據(jù)處理與信息管理方面又具有無與倫比的優(yōu)勢，是檔案信息化建設(shè)的最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)支持。檔案管理信息化就是利用現(xiàn)代 1

化的信息技術(shù)變革檔案管理的模式，具體地說它包括檔案本身的信息化，檔案管理工作模式的信息化，檔案工作目的的信息化，檔案管理方法的信息化，就是我們通常說的檔案的數(shù)字化。檔案管理方法的信息化就是我們用現(xiàn)代化信息科技的成果革新管理方法、手段和工具，比如使用計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和建立在其上的管理信息系統(tǒng)軟件進(jìn)行檔案的信息化管理。進(jìn)一步發(fā)揮它在檔案事業(yè)宏觀管理中的積極促進(jìn)作用，又可促進(jìn)計算機(jī)信息處理與檔案信息管理及開發(fā)的有機(jī)結(jié)合，對提高檔案人員現(xiàn)代化能力和檔案信息化建設(shè)發(fā)揮引導(dǎo)和推動作用。

三、用計算機(jī)技術(shù)管理，有利于增強(qiáng)檔案工作領(lǐng)導(dǎo)的計算機(jī)意識、現(xiàn)代化意識

實現(xiàn)檔案計算機(jī)管理應(yīng)先培養(yǎng)計算機(jī)意識。所謂計算機(jī)意識，筆者認(rèn)為，是人們在生產(chǎn)、生活中的一種新的思維方式，在這種意識下，人們在時間中首先盡可能地企圖通過應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)來分析問題、解決問題，使計算機(jī)及其技術(shù)成為人們勞動的一種重要甚至是首選的工具或手段。21世紀(jì)是一個高科技無所不在的新世紀(jì)，我們將在高科技的環(huán)境中工作，在高科技的背景下學(xué)習(xí)和生活，將在高科技的發(fā)展中求生存、謀發(fā)展。高科技在向世界展示其強(qiáng)大無比的奔騰勢頭的同時，也向我們每一個人提出了新的使命：不僅要具備高科技的基礎(chǔ)知識、基本技能及對高科技的運(yùn)用和創(chuàng)造能力，而且要有一顆緊扣高科技發(fā)展脈搏而跳動的心。在新的世紀(jì)，屬信息管理范疇的檔案部門，其工作對象的拓展、工作手段的更新，信息技術(shù)是發(fā)展方向。然而現(xiàn)實中，檔案部門的計算機(jī)意識較弱，時代緊迫感不強(qiáng)?，F(xiàn)行的管理手段仍停留在傳統(tǒng)的手工管理階段，工作效率低，檔案人員沒有時間和精力進(jìn)行信息開發(fā)，即使做了一些開發(fā)工作，質(zhì)量也不高。究其根源，除機(jī)制、經(jīng)費(fèi)等因素外，一個重要方面就是有些檔案工作領(lǐng)導(dǎo)對計算機(jī)在檔案管理中的作用缺乏足夠的認(rèn)識，缺少計算機(jī)管理檔案的意識和愿望。整個檔案隊伍中先進(jìn)生產(chǎn)力的代表太少，現(xiàn)代科技理論與管理技能層次較低，知識結(jié)構(gòu)不合理，因而檔案 管理水平很難有實質(zhì)性的提高。

這些狀況表明，在信息化時代強(qiáng)化檔案人員特別是檔案領(lǐng)導(dǎo)干部的現(xiàn)代化意識、科技化意識、計算機(jī)管理檔案意識，在加快檔案由手工管理向計算機(jī)數(shù)字化管理的轉(zhuǎn)變工作中是至關(guān)重要的，也是非常迫切的。而這種意識的形成，不僅需要一個過程，而且需要以多種途徑或方式逐步實現(xiàn)。筆者認(rèn)為，增置檔案人員計算機(jī)技能管理內(nèi)容，無疑是個強(qiáng)烈的指示信號，也應(yīng)是一種有效途徑。這將會促進(jìn)檔案人員關(guān)注檔案工作現(xiàn)代化，自覺學(xué)習(xí)計算機(jī)知識并積極應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)的認(rèn)識，可強(qiáng)化檔案人員的現(xiàn)代化意識，加快檔案工作現(xiàn)代化建設(shè)。

四、順應(yīng)社會信息化的要求，全面提高檔案工作者的素質(zhì)

隨著全社會信息化建設(shè)步伐的不斷加快，電子文件的產(chǎn)生與管理給檔案管理工作帶來了極大的挑戰(zhàn)。在信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如何發(fā)揮檔案工作自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢來為社會提供高質(zhì)量、全方位的檔案信息服務(wù)，是擺在當(dāng)前的重要任務(wù)之一，適應(yīng)政務(wù)信息化，檔案工作者素質(zhì)的提高和意識的培養(yǎng)是關(guān)鍵。

在信息觀念日益增強(qiáng)的市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，新知識、新技術(shù)、新事物、新經(jīng)驗層出不窮，而檔案管理工作人員還存在著知識結(jié)構(gòu)老化，服務(wù)技能單一現(xiàn)象。如果僅憑原有的知識、技能、經(jīng)驗很難適應(yīng)新技術(shù)應(yīng)用的要求，檔案人員只有不斷學(xué)習(xí)和掌握新知識、新技能、新本領(lǐng)才能參與電子環(huán)境下的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型并起到積極的促進(jìn)作用，《檔案法》規(guī)定要“采用先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)檔案管理的現(xiàn)代化”?，F(xiàn)代化管理的基礎(chǔ)是工作者的知識化，盡管技術(shù)進(jìn)步對信息環(huán)境的構(gòu)建起著至關(guān)重要的作用，但是人仍然是決定的因素，檔案工作人員素質(zhì)的提高和電子環(huán)境下工作意識的培養(yǎng)是檔案信息化的關(guān)鍵所在。可見掌握檔案人員計算機(jī)技能整體狀況，不僅可以促進(jìn)檔案專業(yè)教育加快改革步伐，調(diào)整人才培養(yǎng)方向，以適應(yīng)時代需求，有利于增強(qiáng)檔案人員的終身學(xué)習(xí)意識和時代意識，促進(jìn)干部隊伍知識結(jié)構(gòu)的改善和優(yōu)化。

在電子商務(wù)和電子政務(wù)活動中，檔案工作人員不僅要達(dá)到政治素質(zhì)過硬，檔案業(yè)務(wù)精通，還要求熟悉檔案信息系統(tǒng)開發(fā)，檔案保護(hù)技術(shù)和具備相當(dāng)?shù)耐庹Z水平以及開拓創(chuàng)新能力。

同時應(yīng)當(dāng)具有有效利用現(xiàn)代工具開展工作的習(xí)慣和意識，實現(xiàn)從傳統(tǒng)的檔案業(yè)務(wù)型向多元和復(fù)合知識型方向轉(zhuǎn)變，即一職多能。因此檔案部門要定期對檔案管理人員進(jìn)行專業(yè)技能和現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用能力的培訓(xùn)，使之在掌握檔案專業(yè)知識，了解新學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上不斷更新自身的知識結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化社會對信息的要求，也只有具備一支高素質(zhì)的專業(yè)隊伍，才能靈活應(yīng)對電子形式的檔案信息服務(wù)，提高管理效率和質(zhì)量，可以肯定地說：隨著以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代科技的普及和發(fā)展，以及檔案部門運(yùn)用計算機(jī)技迫切需要，計算機(jī)技術(shù)在檔案部門的普及應(yīng)用已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展潮流。為適應(yīng)這一新形勢的發(fā)展，檔案部門應(yīng)培養(yǎng)造就一批具有世界科技前沿水平的高層次的檔案人才隊伍和檔案學(xué)科帶頭人，不斷更新知識，以適應(yīng)新時期檔案事業(yè)發(fā)展的需求。

第五篇：計算機(jī)在材料加工中的應(yīng)用

計算機(jī)在材料加工中的應(yīng)用

摘 要：本文介紹了計算機(jī)模擬在材料加工過程中的發(fā)展趨勢，它將為企業(yè)參與激烈的市場競爭并取得成功提供重要手段，計算機(jī)模擬技術(shù)必將在未來材料加工技術(shù)中起到舉足輕重的作用。

關(guān)鍵詞：材料加工；計算機(jī)模擬；虛擬制造；

Abstract：This paper has reviewed the developmental history and the important role of computer simulation of materials processing in manufacturing industry for current and proposed materials process applications as well as typical variables interrelate with specific process elements and the capability and payoff of process simulation for these same applications.Keywords：material process，computer simulation，virtual manufacture 1 前言

隨著時代的發(fā)展，世界制造業(yè)面臨市場開拓和技術(shù)發(fā)展兩大挑戰(zhàn)。高質(zhì)量、低成本、短周期的先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)的發(fā)展方向，它的科學(xué)性、先進(jìn)性、正確性和敏捷性對于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展非常重要。虛擬制造技術(shù)的出現(xiàn)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要標(biāo)志之一[1-2]。虛擬制造與實際制造有本質(zhì)區(qū)別，它是在計算機(jī)防真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持下，在計算機(jī)上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗等，是在計算機(jī)上實現(xiàn)將原材料變成產(chǎn)品的虛擬現(xiàn)實過程，使得制造技術(shù)走出主要依賴于經(jīng)驗的狹小天地，進(jìn)入全方位預(yù)測，力爭一次成功的新階段，從而縮短產(chǎn)品周期，減少費(fèi)用，提高質(zhì)量。材料加工是先進(jìn)制造技術(shù)中重要的組成，它的應(yīng)用涉及航空航天、汽車、石化、軍事等事關(guān)國民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)。在我國加入世貿(mào)組織之后，我國的制造業(yè)面臨更多更大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。材料加工與以切削為主體的冷加工相比，其特點(diǎn)是: 從質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)上，在保證零件尺寸形狀精度和表面質(zhì)量的同時，更注重保證零件和結(jié)構(gòu)內(nèi)部組織性能和完整性;在產(chǎn)品和零件設(shè)計上，更強(qiáng)調(diào)針對復(fù)雜型腔和曲面的能力;在工藝過程中，除了運(yùn)動和外力作用等因素，還涉及溫度場、流場、應(yīng)力應(yīng)變場及內(nèi)部組織的變化;生產(chǎn)環(huán)境惡劣，控制因素多樣。以上特點(diǎn)反映了材料加工過程對綜合自動化和信息集成的需求和復(fù)雜性，因此，充分了解材料加工計算機(jī)模擬的重要性及其發(fā)展趨勢，對于推動我國制造業(yè)的科技進(jìn)步，縮短產(chǎn)品的開發(fā)和加工周期，快速響應(yīng)市場，提高競爭能力，真正體現(xiàn)高速、高效、高質(zhì)的制造優(yōu)勢，具有重要的意義。2計算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展

計算機(jī)模擬是制造業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物。以有限元方法為基礎(chǔ)的計算機(jī)模擬技術(shù)是20 世紀(jì)技術(shù)發(fā)展的巨大成果，在工程物理科學(xué)的各個分支領(lǐng)域都起著十分重要的作用。新材料、新工藝、新產(chǎn)品、高要求、高精度、低成本的現(xiàn)代制造模式要求深入了解和掌握材料成形機(jī)理、過程變化，在計算機(jī)上實現(xiàn)過程顯現(xiàn)，開拓科學(xué)的工藝和設(shè)計方法，實現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計與制造。因此，計算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)以及以此為基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計方法研究成為當(dāng)今和今后國內(nèi)研究的熱點(diǎn)。

2.1宏觀模擬向微觀模擬深入

我們知道在工程中使用的金屬材料大多數(shù)為多晶材料，材料的微觀組織形態(tài)直接影響零件的機(jī)械性能和物理性能，所以選擇合理的加工工藝參數(shù)十分重要。材料加工過程微觀組織的計算機(jī)模擬由于具有描述分子級尺寸水平的能力，這將對控制材料晶粒大小及分布，進(jìn)一步了解位錯的產(chǎn)生和運(yùn)動、晶界結(jié)構(gòu)、防止內(nèi)部空洞和微裂紋的萌生和擴(kuò)展等問題提供了新的方法[3-4]，將大大推動材料微觀結(jié)構(gòu)研究的進(jìn)展，并對確定優(yōu)化材料加工的工步數(shù)和順序、熱處理方案十分有益。此外，在金屬成形過程中，適用的優(yōu)化準(zhǔn)則對材料最終的力學(xué)性能和微觀組織性能具有重要的影響，通過優(yōu)化坯料形狀或預(yù)成形模具形狀、模具速度使最終鍛件具有良好的尺寸精度、少無飛邊和所期望的微觀組織。為此，一方面要要研究合適的優(yōu)化設(shè)計變量的選擇，包括影響終鍛件力學(xué)組織性能的狀態(tài)變量和過程變量，即形狀設(shè)計變量和速度設(shè)計變量。另一方面要研究和建立微觀組織優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)，該目標(biāo)函數(shù)考慮晶粒尺寸大小及分布，再結(jié)晶晶粒尺寸、再結(jié)晶程度和無再結(jié)晶部分的晶粒尺寸及其體積分?jǐn)?shù)。

2.2高精度、高效三維有限元模擬

近二十年間，以有限元法為核心的數(shù)值模擬技術(shù)在金屬塑性成形領(lǐng)域中應(yīng)用，所采用的理論體系從小變形彈塑性有限元理論、剛-(粘)塑性有限元理論，到現(xiàn)在的大變形彈-(粘)塑性有限元理論，分析技術(shù)發(fā)展迅速，逐漸趨于成熟。采用大變形彈-(粘)塑性有限元法分析金屬成形問題，不僅能按照變形路徑得到塑性區(qū)的發(fā)展情況，工件中的應(yīng)力、應(yīng)變的分布規(guī)律，以及幾何形狀的變化，而且能有效地處理卸載，計算殘余應(yīng)力、殘余應(yīng)變，從而可以分析和防止產(chǎn)品的缺陷等問題，符合金屬成形對于精密化模擬分析的要求。目前，二維大變形彈-(粘)塑性有限元法模擬技術(shù)已日趨成熟，并已在工程中得到成功的應(yīng)用。但大變形彈-(粘)塑性有限元法是建立在有限變形理論基礎(chǔ)上的，需要對變形梯度進(jìn)行多次分解，從分析金屬成形過程的角度出發(fā)，計算工作量大，而金屬成形過程通常是在高溫下進(jìn)行的，工件在發(fā)生變形的同時伴隨有溫度的變化，因此，在分析金屬成形過程模擬中，還必須考慮溫度的影響，即進(jìn)行溫度場與變形場的耦合計算，特別是工程中可以簡化為二維分析的問題并不多，三維模擬是必然趨勢，三維問題分析在數(shù)學(xué)模型和圖形處理上的復(fù)雜程度大大增加，由此引起的計算量猛增，比二維問題的計算量高出幾十倍甚至上百倍，這對于計算機(jī)存儲量的要求也隨之增加。近年來，由于計算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)值計算方法的不斷完善，使三維問題的分析成為可能。一方面，人們在研究提高計算速度的方法，開發(fā)了大規(guī)模計算問題的并行計算方法(Parallel Computation)，利用并行處理機(jī)中多CPU 可同時工作的特點(diǎn)，配以軟件編程中的并行處理方法，使計算速度大為加快，目前國際上許多商業(yè)軟件都推出了并行版，如ANSYS、MARC、LS-DYNA3D 等;另一方面人們在研究改善計算方法，眾所周知，金屬成形過程中，坯料的變形特別大，若采用更新的拉格朗日法(Updated Lag rang ian Method)進(jìn)行計算時[10]，初始劃分的單元網(wǎng)格逐漸畸變，若將已經(jīng)畸變的網(wǎng)格形狀作為增量計算的參考構(gòu)形，將導(dǎo)致計算精度降低，甚至引起不收斂，為克服上述問題，通常當(dāng)網(wǎng)格畸變到一定程度后，必須停止計算，重新劃分適合于計算的網(wǎng)格，通過新舊網(wǎng)格間信息場量的插值傳遞，再繼續(xù)進(jìn)行計算，要完成一個成形問題的模擬，通常需要多次重劃網(wǎng)格，這將導(dǎo)致計算量的增加和由于多次插值帶來的計算精度的降低，因此，許多研究開發(fā)人員正致力于改進(jìn)三維網(wǎng)格重劃的自適應(yīng)能力和自動化程度，改進(jìn)新舊網(wǎng)格間信息傳遞的插值方法，取得了可喜的進(jìn)展。同時，開發(fā)了ALE法(Arbitrary Lagrangian Eulerian Method)和顯式解法(Explicit Solution)[11]，而ALE 法不再象Lagrangian公式中將網(wǎng)格固定在材料上，而是不依賴于材料的運(yùn)動而移動，因此可控制網(wǎng)格的幾何形態(tài)，ALE 通過利用高階的技術(shù)不斷進(jìn)行網(wǎng)格重劃，從而避免上述問題，提高計算速度和精度，這對于為提高計算精度和效率而進(jìn)行的網(wǎng)格細(xì)劃十分有利，該方法已在MSC/ DYTRAN、Press Form 等軟件中得到成功的應(yīng)用，而顯式解法主要是為解決非線性問題隱式求解時為保證求解精度需反復(fù)迭代，使計算量猛增的問題，目前該方法已成功地應(yīng)用于LS-DYNA3D 中[12]。另外，隨著計算機(jī)軟硬件的迅速發(fā)展，計算速度問題也將逐步得到解決。

到目前為止，二維大體積金屬成形過程有限元模擬技術(shù)已趨成熟，國內(nèi)外先后開發(fā)了許多商品軟件，這些軟件多適用于二維問題、偽三維問題及簡單三維問題的分析。通過使用彈-塑性-實時響應(yīng)模型，可確定完整的應(yīng)力、應(yīng)變和撓曲變化狀況，殘余應(yīng)力也容易被計算。近年來，金屬成形工業(yè)對三維過程模擬提出了更高更精確的要求。對于處理復(fù)雜三維金屬塑性成形問題，雖然存在模具型腔幾何形狀描述、動態(tài)邊界條件及網(wǎng)格重劃等技術(shù)難點(diǎn)[5]，隨著計算方法的完善和計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，開發(fā)出使用便捷且適用范圍廣的三維有限元程序已成必然。一方面研究提高計算速度的方法，通過計算機(jī)技術(shù)中多個CPU 可同時運(yùn)行的并行處理技術(shù)和軟件編程中的并行處理方法，開發(fā)大規(guī)模計算問題的并行計算方法，從而大大提高計算效率;另一方面不斷完善計算方法，對于影響三維模擬精度的若干技術(shù)問題，如初始速度場的生成、摩擦邊界條件的處理、剛性區(qū)和塑性區(qū)的區(qū)分、縮減因子的確定、收斂準(zhǔn)則的選擇和熱力耦合等問題，在保證求解精度和效率的前提下，均可采用二維有限元模擬中相關(guān)的算法和處理技術(shù)。而模具型腔幾何形狀描述、動態(tài)邊界條件及網(wǎng)格生成和重劃等技術(shù)難點(diǎn)與二維模擬相比有較大的區(qū)別，這些問題處理的正確與否將直接關(guān)系到模擬分析的可靠性和求解效率。因此，人們在不斷地尋求解決的方法。Cho等[6]為了解決復(fù)雜三維問題，采用考慮熱傳導(dǎo)的三維熱黏塑性有限元模型，將一個無法用解析式描述的任意復(fù)雜形狀的模具表面，通過Ferguson分片，用一個分片連續(xù)的形式給出，將被網(wǎng)格重構(gòu)的變形體分為表面自適應(yīng)層和中心區(qū)兩部分，提出一種基于體適應(yīng)映射法的三維網(wǎng)格重構(gòu)技術(shù)。所提出的網(wǎng)格重構(gòu)方法是以產(chǎn)生線性八節(jié)點(diǎn)六面體單元為基礎(chǔ)的。在表面自適應(yīng)層上自動產(chǎn)生網(wǎng)格后，中心區(qū)通過體適應(yīng)映射法自動生成網(wǎng)格，并對萬向節(jié)的熱鍛過程進(jìn)行了完整的模擬。此外，在計算機(jī)上處理三維金屬成形，還需進(jìn)一步提高模擬的可視化水平，擁有良好的用戶界面是非常重要的。隨著計算機(jī)裝載了三維圖形處理程序及計算速度和硬件水平的提高，可在前后處理中大量應(yīng)用可視化技術(shù)，用戶在二維屏幕上可直接觀看物體的三維圖形和數(shù)據(jù)。在金屬成形過程模擬中，可通過采用切片技術(shù)和鏡像顯示技術(shù)觀測物體某一橫截面或整個結(jié)構(gòu)的變化情況，點(diǎn)跟蹤技術(shù)可使用戶了解在成形過程中原始材料上任意點(diǎn)的流動情況，同時繪制這些點(diǎn)的過程參數(shù)變化曲線圖。

2.3單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計到多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計滲透 金屬材料的成形通常在高溫下進(jìn)行，工件塑性成形是一個復(fù)雜的熱力學(xué)過程，受到應(yīng)力應(yīng)變分布不均勻、硬化和再結(jié)晶等因素的影響，而工件的形狀和尺寸精度及其內(nèi)部質(zhì)量和性能決定著產(chǎn)品質(zhì)量。熱處理過程作為材料加工中不可缺少的環(huán)節(jié)，是一個包含溫度、相變、應(yīng)力/應(yīng)變相互作用的復(fù)雜過程，是一個多機(jī)制綜合作用的過程。對其進(jìn)行組織性能預(yù)測的數(shù)值模擬，首先必須通過大量實驗，使模擬技術(shù)建立在可靠的試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，將組織場-變形場-溫度場三者進(jìn)行耦合計算，將成形過程與熱處理工藝的模擬與質(zhì)量控制相結(jié)合，使模擬結(jié)果更準(zhǔn)確。由此可作為參考對影響成形過程和熱處理工藝的各種工藝參數(shù)進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計，以適應(yīng)先進(jìn)制造技術(shù)的要求(高精度、高質(zhì)量、高效率)。

2.4虛擬制造系統(tǒng)的開發(fā)

現(xiàn)代化制造加工業(yè)的目的應(yīng)是適應(yīng)全球市場需求，目標(biāo)應(yīng)是應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)來實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低費(fèi)用產(chǎn)品生產(chǎn)。為適應(yīng)現(xiàn)代化制造業(yè)中要求柔性化、快捷、低成本及高質(zhì)量的要求，在生產(chǎn)設(shè)計中互相借助彼此硬件和軟件技術(shù)，把最先進(jìn)的技術(shù)集中起來不失為一種好的解決方法。但這種集成與常規(guī)的集成技術(shù)不同，它是虛擬的，是一種并行工程思想與先進(jìn)制造技術(shù)的綜合體現(xiàn)。它主要包括:

1、敏捷制造(AM):利用“競爭—合作/合同”機(jī)制，發(fā)揮局部特長;

2、并行工程(CE):實現(xiàn)同步設(shè)計、加工、核算和管理;

3、專家系統(tǒng)(ES):實現(xiàn)領(lǐng)域知識和復(fù)雜問題的評價和求解;

4、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及先進(jìn)的管理系統(tǒng)(NT-MS):實現(xiàn)先進(jìn)集成技術(shù)的最快捷的手段。圖1 為虛擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖?；谔摂M系統(tǒng)的制造業(yè)，將是21 世紀(jì)市場上一種較好較快實現(xiàn)產(chǎn)品的運(yùn)營方針，可大大減低新產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險，提高經(jīng)濟(jì)效益，最終使企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

圖 1 虛擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

2.5反向設(shè)計技術(shù)與專家系統(tǒng)

在某一給定的成形工藝中，最終產(chǎn)品的材料狀態(tài)和幾何形狀取決于諸多工藝參數(shù)(加載條件、模腔形狀、模具潤滑條件、初始坯料幾何尺寸等)，若考慮某些工藝參數(shù)固定不變，則通過對另一些工藝參數(shù)的反復(fù)模擬和修改，以得到所希望得到的最終產(chǎn)品的材料狀態(tài)和幾何尺寸，成形工藝的設(shè)計可認(rèn)為是對于初始坯料和隨后的各預(yù)成形坯及模具的設(shè)計，但這種反復(fù)迭代的方法需要花費(fèi)大量的計算時間是極不經(jīng)濟(jì)的。八十年代中，S.Kobayashi 等系統(tǒng)研究了這一問題，提出了反向模擬技術(shù)(Backward Tracing Technique)，即從一給定的最終形態(tài)，沿著相反的加載路徑，反向模擬實際的工藝過程，該方法為工藝設(shè)計開辟了新途徑。近十年來，反向模擬技術(shù)得到了一定的進(jìn)展和應(yīng)用，但始終沒取得突破性進(jìn)展，其主要原因是從最終形態(tài)反向模擬時，無法給定初始場量，因此獲得的初始毛坯設(shè)計在理論上存在缺陷，無法估計設(shè)計所帶來的誤差。近年來，工藝設(shè)計與優(yōu)化的技術(shù)取得了新的進(jìn)展，提出了敏感性分析(Sensitivity Analysis)的反向設(shè)計方法(Inverse Method)，該方法將預(yù)成形設(shè)計和模具設(shè)計問題處理為優(yōu)化問題，用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行描述，將優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)定義為一組給定設(shè)計變量中所希望的最終狀態(tài)和數(shù)值計算狀態(tài)之間的誤差的某種度量，敏感性分析是一種廣泛用于計算目標(biāo)函數(shù)梯度的方法，由于所求解的問題高度非線性并具有歷史依賴性，因此，最適合應(yīng)用直接差分法(Direct Differentiation Method)，控制方程直接由敏感性場的場量公式差分得到。該方法已成功地應(yīng)用于坯料和模具形狀的優(yōu)化設(shè)計中。另外，在材料加工領(lǐng)域中，許多設(shè)備和工藝問題主要還是利用已經(jīng)總結(jié)出來的經(jīng)驗公式和參數(shù)，加上仍存在于專家頭腦中的經(jīng)驗知識來解決。在實際生產(chǎn)中，經(jīng)驗知識的運(yùn)用往往多于數(shù)學(xué)分析運(yùn)算，且很有效，因此，如何充分發(fā)揮這些知識的作用，充分利用這一資源，具有非常重要的意義。專家系統(tǒng)就是很好的解決方法，它利用知識的顯式表示、事實和推理技術(shù)，以解決通常需要專家才能解決的問題。一個典型的專家系統(tǒng)包括: 知識獲取的裝置，收集專家們在該領(lǐng)域的規(guī)則和知識，這一裝置也包括規(guī)則編輯器，允許用戶改進(jìn)現(xiàn)有規(guī)則和增加新的規(guī)則;存儲事實和規(guī)則的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫通?？膳c其它數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)合；一個推理機(jī)，以確定如何應(yīng)用知識規(guī)則來解決問題：一個用戶界面，以允許非專家的用戶使用該系統(tǒng)來解決特殊問題。該方法正廣泛應(yīng)用于材料加工的工藝設(shè)計中。

2.6新模擬技術(shù)開發(fā)

數(shù)值分析的巨大成果是有限元方法。但是，當(dāng)網(wǎng)格高度畸變時，這種以單元作為基本概念的方法卻有許多難以處理的問題，主要原因是網(wǎng)格的存在妨礙了處理與原始網(wǎng)格線不一致的不連續(xù)性和大變形。在處理這類問題時，有限元法通常采用網(wǎng)格重構(gòu)，但這樣不僅計算費(fèi)用昂貴，而且會使計算精度受損[13]。為解決上述問題，近年來，一種新的無網(wǎng)格數(shù)值方法正在迅速發(fā)展。無網(wǎng)格方法將連續(xù)體離散為有限數(shù)目的質(zhì)點(diǎn)，位移場函數(shù)在沒有明顯網(wǎng)格的情況下通過這些質(zhì)點(diǎn)的插值得到，該方法僅采用基于點(diǎn)的近似，而不需要節(jié)點(diǎn)的連續(xù)信息，不僅避免了繁瑣的單元網(wǎng)格生成，而且提供了連續(xù)性好、形式靈活的場函數(shù)，具有前后處理簡單、精度高等方面的優(yōu)點(diǎn)。在處理彈塑性、裂紋擴(kuò)展、移動界面、高速碰撞以及具有大變形特征的工業(yè)成形問題時具有重要的研究價值和廣闊的應(yīng)用前景。無網(wǎng)格方法以其在場函數(shù)近似、局部特征描述等方面特有的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的研究價值。

3結(jié)語

先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)賴以生存、國民經(jīng)濟(jì)得以發(fā)展的主體技術(shù)，以制造技術(shù)為焦點(diǎn)的技術(shù)競爭已在全球展開。計算機(jī)模擬技術(shù)使制造技術(shù)走出從前主要依賴于經(jīng)驗的狹小天地，進(jìn)入全方位預(yù)測，力爭一次成功的新階段，從而實現(xiàn)有效的現(xiàn)代工程設(shè)計和迅速的新產(chǎn)品開發(fā)。隨著計算機(jī)模擬技術(shù)的不斷完善發(fā)展，它將繼網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)后成為21 世紀(jì)材料加工技術(shù)的又一技術(shù)支撐環(huán)境。

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