现代计算工具有算筹,算盘,计算尺,计算机,近代发明的机械计算器等。
计算工具是指从事计算所使用的器具或辅助计算的实物。人们从数学产生之日,便不断寻求能方便进行和加速计算的工具。因此,计算和计算工具是息息相关的。
计算工具分类:
1. 古代计算工具:从事计算所使用的器具或辅助计算的实物。
2. 计算尺:计算尺对数发明(1614)以后,乘除运算可以化为加减运算,利用这一特点,可制成对数计算尺。
3. 机械计算机:和计算尺同时,17世纪另一项重大发明是机械计算机。最早的设计者是W.席卡德。
4. 现代计算机:电子计算机的诞生和发展19世纪初。
现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在涉及领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。它是以设计产品为目标的一个总的知识群体的总称。目前它的内容主要包括:优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、工业艺术造型设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、相似性设计、模块化设计、反求工程设计、动态设计、有限元法、人机工程、价值工程、并行工程、人工神经元计算方法等。在运用他们进行工程设计时,一般都以计算机作为分析、计算、综合、决策的工具。本节以计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、有限元法、工业艺术造型设计、设计方法学、三次设计等为例来说明现代设计方法的基本内容与特点。
1、计算机辅助设计
计算机辅助设计(Computer Aided Design),简称CAD。他是把计算机技术引入设计过程并用来完成计算、选型、绘图及其他作业的一种现代设计方法。计算机、绘图积极其他外围设备构成CAD硬件系统,而操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和应用软件等构成CAD的软件系统。通常所说的CAD系统是只由系统硬件和系统软件组成,兼有计算、图形处理、数据库等功能,并能综合利用这些功能完成设计作业的系统。典型的CAD工作过程如图1-3所示。
2、优化设计
优化设计(Optimal Design)是把最优化数学原理应用于工程设计问题,在所有可行方案中寻求最佳设计方案的一种现代设计方法。
在进行工程优化设计时,首先把工程问题按优化设计所规定的格式建立数学模型,然后选用合适的优化计算方法在计算机上对数学模型进行寻优求解,得到工程设计问题的最优设计方案。
在建立优化设计数学模型的过程中,把影响设计方案选取的那些参数称为设计变量;设计变量应当满足的条件称为约束条件;而设计者选定来衡量设计方案优劣并期望得到改进的指标表示为设计变量的函数,称为目标函数。设计变量、约束函数、目标函数组成了优化设计问题的数学模型。优化设计需要把数学模型和优化算发放到计算机程序中用计算机自动寻优求解。常用的优化算法有:0.618法、鲍威尔(Power)法、变尺度法、复合型法、惩罚函数法。
3、可靠性设计
可靠性设计(Reliability Design)是以概率论和数理统计为理论基础,是以失效分析、失效预测及各种可靠性试验为依据,以保证产品的可靠性为目标的现代设计方法。
可靠性设计的基本内容是:选定产品的可靠性指标及量值,对可靠性指标进行合理的分配,再把规定的可靠性指标设计到产品中去。
4、有限元法
有限元法(Finite Method)是以电子计算机为工具的一种数值计算方法。目前,该方法不仅能用于工程中复杂的非线性问题、非稳态问题(如结构力学、流体力学、热传导、电磁场等方面的问题)的求解,而且还可以用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力学分析,并能准确地计算复杂零件的应力分布和变形,成为复杂零件强度和刚度计算的有利分析工具。
5、工业艺术造型设计
工业艺术造型设计时工程技术与美学艺术相结合的一门新学科。他是旨在保证产品使用功能的前提下,用艺术手段按照美学法则对工业产品进行造型活动,包括结构尺寸、体面形态、色彩、材质、线条、装饰及人际关系等因素进行有机的综合处理,从而设计出优质美观的产品造型。实用和美观的最佳统一是工业艺术造型的基本原则。
这一学科的主要内容包括:造型设计的基本要素、造型设计的基本原则、美学法则、色彩设计、人机工程学等。
6、反求工程设计
反求工程设计(Reverse Engineering)是消化吸收并改进国内外先进技术的一系列工作方法和技术的总和。它是通过实物或技术资料对已有的先进产品进行分析、解剖、试验,了解其材料、组成、结构、性能、功能,掌握其工艺原理和工作机理,已进行消化仿制、改进或发展、创造新产品的一种方法和技术。它是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的组合。
现代交通工具有:自行车、摩托车、公共汽车、大客车、汽车、电车、地铁、空中轨道列车、火车、船、邮轮、飞机。
1. 最初人类驯服一些动物如马、驴子等作为乘坐工具或乘坐工具的动力。
2. 蒸气阶段为英国产业革命时期,代表性的交通工具为蒸气火车、蒸气轮船等。
3. 电动车的发明及迅速的商品化使得电动车站在了汽车、摩托车等现有交通工具的肩膀上,造就了电动车无与伦比的历史使命。
拓展资料:
1. 古老的农业社会开始出现了马车,牛车以及船等交通工具,这些早期的交通工具改变了人类长期以来依靠步行的交通方式,是一次巨大的飞跃。
2. 交通工具的另一次巨大飞跃开始于工业革命。蒸汽机车,汽船发明,极大地“缩短”了区域之间的距离。
3. 现代交通工具已由牲畜拖拉演变为汽车、火车、轮船、飞机,效率大大提高,缩短了国与国之间,人与人之间的距离。
4. 大量汽车的生产,常常使交通陷入瘫痪。尤其城市上下班的高峰期,如果堵车,更是寸步难行,这对人们乘车的初衷无疑是种讽刺。
参考资料:搜狗百科_交通工具
机械设计的现代设计方法:
一、专业现代
由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件,能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理,可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为,并形成固定的设计程序,这就是专业的现代设计方法,如:振动分析和设计,摩擦学设计,热力学传热设计,强度、刚度设计,温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上,应用计算机技术开发出来的。例如:用Pro/M软件分析机械装置的动态特性,用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子,为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。
二、通用现代
为了满足机械产品性能的高要求,在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析,这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。这些方法并不只是针对机械产品去研究,还有其自身的科学理论和方法。
1、优化设计
机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用,其基本思想是根据机械设计的理论,方法和标准规范等建立一反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型,然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。它是机械设计理论与优化数学、电子计算机相互结合而形成的一种现代设计方法。
2、仿真与虚拟设计
计算机仿真技术是以计算机为工具“建立实际或联想的系统模型”并在不同条件下对模型进行动态运行实验的一门综合性技术。而虚拟技术的本质是以计算机支持的仿真技术为前提,在产品设计阶段,实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响,预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等,从而提高产品设计的一次成功率。这种方法不但缩短产品开发周期,也实现了缩短产品开发与用户之间的距离。
3、有限元设计
这种方法是利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素,即单元,就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。它不仅能用于工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解,而且还可用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析,并能准确地计算形状复杂零件的应力分布和变形,成为复杂零件强度和刚度计算的有力分析工具。
4、模糊设计
它是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。机械设计中就存在大量的模糊信息。如机械零部件设计中,零件的安全系数往往从保守观点出发,取较大值而不经济,但在其允许的范围内存在很大的模糊区间。机械产品的开发在各阶段常会遇到各种模糊问题,虽然这些问题的特点、性质及对计策的要求不尽相同,但所采取的模糊分析方法是相似的。它的最大特点是,可以将各因素对设计结果的影响进行全面定量地分析,得出综合的数量化指标,作为选择决断的依据。
机械设计是机械工程的重要组成部分,是机械生产的第一步,是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是:在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械,即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求,一般有:最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的,而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重,统筹兼顾,使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去,设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展,制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。
数据仓库的设计要用到数据挖掘原理,数据挖掘是数据仓库的核心。为什么要建立数据仓库?因为传统的关系型数据库在现今海量数据活着信息面前不具有数据分析和知识发现的能力。虽然关系型数据库能够存储并管理大量的信息,但是并不能针对这些信息进行有效地分析和发现其中规律。
当今的商业社会迫切需要一种工具帮助人们在海量信息面前提取有效的信息,分析其中规律,发现新知识,将其作为决策的依据。但是如何分析和挖掘出人们想要的数据呢?如何在大量的信息面前提取出能够供人们决策的信息呢?这就要用到数据挖掘技术。数据挖掘技术主要由应用统计学,科学计算等一些数学理论构建。
综上所述,数据仓库处理技术肯定包含数据挖掘技术。
现代管理的基本方法概括为以下四个方面:一、交换 交换是指一方与另一方在平等的基础上为利益互换而进行的交易。
在组织管理中,个人与组织之间其实是一种交易行为。任何一个组织要完成本组织的职能或目标任务,都需要通过一定的人来完成,此时,就需要组织向社会聘用人员。
个人这所以愿意进入组织,是个人在权衡各种可供选择的利益后,值得进入该组织,个人与组织之间本质上是一种利益交换。组织聘用人员的利益是为了使聘用者拥有一定技能,并能完成组织的某些功能,以使组织实现自身的职能或目标任务,以保持组织的生命力,组织为之也付出一定的代价(如薪酬);个人之所以受聘,是因为组织能提供给个人相应的利益,包括物质性的和精神性的,个人也为之付出一定的代价,如个人的劳动,包括体力与脑力劳动。
反之,组织不可能聘用一个不能完成组织功能,不向组织提供劳动能力的人;个人也不可能到一个不向个人提供任何利益或避所的组织中。这种交换应是平等的,互利双赢的。
交换是任何一个社会,任何一个组织应倡导的公平的管理方法。自愿的交换能为双方都带来利益,它可促进社会利益的有效合理分配,有效调节社会利益关系和社会关系,并随着自由交易人数的增加,交易者个人对此整个交易行为的影响而减少。
我们无法想象一个强权方法在组织中管理运用时会给个人、组织、国家乃至人类社会带来的危害。人们之所以能接受组织管理,是因为组织能为个人提供所需要的利益;组织之所以能够容纳职员,也是因为职员个人才能或劳动的付出正是实现组织职能所需要的。
个人付出与组织提供两者之间形成交换关系,这种交换关系是建立在自愿平等协商基础上的。当这一交换关系有一方不存在的时候,个人与组织之间的管理与被管理关系就会很快丧失。
更谈不上其他管理方法的运用问题。自愿的公平交换是组织留住人员,并有效完成组织目标任务的前提,是倡导人们价值取向的主要手段。
人们为什么要在这个组织做工作,而不在别的地方去做,人为什么要服从组织安排,为什么要这么努力?如此等问题的回答应从组织是否能提供人们的需要开始,应从自愿的公平交换开始。当这一平行的交换条件不复存在的时候,管理者使用任何方法去管理组织中的人都是难以进行或难以想象的。
在具有人性的社会中,管理者不能要求员工自愿或无偿为组织卖力,员工也不能要求组织无条件为自己提供居所、薪酬或个人价值的发展平台或空间。同时当组织需要倡导什么,需要褒扬什么时,可以设定一定的交换条件,使人们与组织在自愿平行基础上进行“交易”,以达到组织管理的目的。
二、惩罚 几岁的小孩出于天性,母亲刚给他倒了一碗热开水,生怕烫着他,不断地忠告他让他不要去动它,以免烫坏他的手。但天生好奇的小孩,不听母亲的忠告,在母亲没有注意时,小孩就把手伸进了开水碗里,开水烫得他本能快速地收回了手,疼痛使他哇哇直哭,无论母亲如何去哄他,都无济于事。
他的确很疼,因为他的手的确烫伤了。在以后的日子里,小孩一看见冒汽的热水就变得十分谨慎,不用母亲忠告,他已知道应该先去试探一下,然后再去动它。
这样的情景几乎所有人都有阅历,由此,我们可以得出,抑制一个人错误行为发生的最有效方式是让行为主体人尝试到了为自己错误而付出的代价。如果我们做出假设,当还不太懂事的小孩将手伸进了不烫手的水里时,这个小孩还会有第二次这样的行为吗?第二次的行为会变得如此谨慎吗?答案不言而喻。
惩罚会使人们在发生不良行为时产生畏惧感,从而抑制人们不良行为的发生。但惩罚不能起到激发其潜能的激励作用。
这是抑制人们不良行为最直接、最有效的方法。但这种惩罚必须有一定的额度。
当惩罚的额度太小时,惩罚就起不到拟制其行为的目的,这种惩罚便是无效的惩罚,如果这开水不是很烫,对小孩的警示和教育作用就不大,正因为,开水烫伤了他的手,所以他会永远记住开水是不敢轻易去动的。而且他由此自己便学会了如何去接近开水的方法。
人们行为的选择其实是在各种利益之间的博弈,当惩罚和额度使其不值进行此项行为选择的时候,人们就会选择其他方式,从而也就实现了惩罚应起到的功能。因此,要拟制人们的不期望行为,其惩罚的力度应达到一定的额度。
因为人们总是从各项利益的损益中权衡如何获得更大的收益。需要说明的是对同一额度的惩罚不同的组织及不同的人员对其体验的额度是不相同的。
正如同样处罚一元钱,而在富人和穷人心目中的分量和价值是有较大差异的一样。惩罚可以分为物质惩罚和精神惩罚两大类。
物质惩罚主要是剥夺或限制人们对物质利益的享用权。其惩罚的额度应视其管理对象人群的收入水平及其人们的承受能力来确定。
精神惩罚主要是降低个人自身或在社会群体中的评价。精神惩罚主要取决于当事人对此惩罚的荣辱感。
如果当事人十分在意这种惩罚,那么这种惩罚往往是很有效力的;如果当事人不在乎这种荣辱感,那么这种惩罚往往是无效力的。在现实中,有些具体的惩罚形式可能具有物质惩罚和精神惩罚的双重属性。
惩罚的具体表现形式一般有:。
刀具行业是一个比较特殊的行业,肩负着为制造业提供关键装备---数控刀具的重任。制造业的水平往往受刀具行业整体水平的影响较大,而制造业的发展也会促进刀具行业的发展,两者可以说是相互促进相互制约。随着制造业的持续发展,刀具行业必将快速、稳步发展。根据制造业发展的需要,多功能复合刀具、智能刀具、高速高效刀具将成为时代的新宠。面对日益增多的难加工材料,刀具行业必须在改进原有的刀具材料、研发新的刀具材料及寻找更合理的刀具结构方面多下功夫,以解决制造业面临的越来越多的加工难题。2006年,刀具行业主要呈现以下七大发展趋势:
硬质合金材料应用增多
硬质合金材料依然是刀具材料中的主要成员,也是各国刀具制造厂商着力发展的刀具材料之一。目前,硬质合金材料的应用已有显著进展,细颗粒、超细颗粒硬质合金材料的开发是进一步提高刀具使用可靠性的发展方向,纳米涂层、梯度结构涂层及全新结构、材料的涂层是提高刀具使用性能的发展方向,物理涂层的应用将会继续增多,纯陶瓷、金属陶瓷、氮化硅陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料的韧性将得到进一步增强,可应用场合逐渐增多。
研发更具针对性
通用牌号、通用结构不再是刀具制造厂商研发的重点,面对复杂多变的应用场合和加工条件,针对性更强的刀片槽形结构、牌号及配套刀具将取代通用的槽形、牌号的刀片及刀具。这在提高加工效率、加工质量、降低切削成本方面将会收到显著效果。
切削技术快速发展
高速切削、硬切削、干切削继续快速发展。高速切削以其不同于传统速度切削的独特机理以及在提高加工效率、提高加工质量、减少切削变形、缩短加工周期方面的显著效果,在制造业的应用必将进一步增多,高速切削刀具的需求将进一步增多。硬切削是一种新的加工工艺,在提高加工效率、降低加工成本、减少设备资金投入方面的作用独树一帜,对传统的磨削工艺提出了挑战,"以切代磨"将成为发展趋势之一。干切削作为一种绿色制造工艺与湿式切削相比有许多优点,但也存在切削力增大、切削变形加剧、耐用度降低、工件加工质量不易保证等缺点,但是通过分析干切削的各种特定边界条件和影响干切削的各种因素,寻求相应的技术解决方案及措施来弥补干式切削的缺陷,干切削的优势还是十分明显的,干切削必将成为发展趋势之一。
制造商角色将转变
现代制造业发展的需要使刀具行业的地位、作用发生了重大变化:从单纯的刀具生产、供应,扩大至新切削工艺的开发及相应的配套技术和产品的开发,从单纯刀具供应商的地位上升至为用户企业提高生产效率和产品质量、降低制造成本的重要伙伴。此外,为用户提供全面的技术支持与服务显得更加迫切和重要。
信息化程度提高
21世纪是网络化的时代,是信息化的时代,企业信息化程度的高低将成为衡量企业现代化发展水平的重要指标。网络化、信息化带来的好处除了可以提高企业办公效率、节约办公经费、加快反应速度之外,更重要的是可以提高经济效益。
企业合作增强
这种趋势从近期部分刀具制造商的动作中可见一斑,如上工与意大利SU公司合资成立上优机床工具(上海)有限公司,汉江工具有限公司与Blazers涂层公司合资成立涂层中心,哈一工与德国PVT涂层公司合资成立涂层中心。
市场竞争加剧
谁能不断从制造业重要工业部门的需求中和市场信息反馈中洞察产品开发的方向,谁能利用刀具材料、涂层、设计、制造的综合优势,开发出创新的产品,继而全力推向市场,谁就能掌握主动权,占领市场。山特维克、肯纳金属等世界知名刀具厂商都加紧了中国市场的开发步伐,如在中国设立自己的制造工厂,增加在中国的办事处、联络机构,广招销售、技术服务人员等。
刀具行业的重点客户与产品
目前,国内刀具产品重点客户主要有:汽车工业企业;航空、航天、兵器、船舶、核工业等十大工业集团;机械、铁路机车、模具、纺织、能源设备、农机、重大成套设备等方面的技术改造。
国内市场需要的重点刀具产品主要有:高精度、高性能复杂高速钢刀具;价廉物美的通用高速钢刀具;硬质合金刀具;数控刀具;陶瓷刀具及超硬刀具。
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