第一篇:现代建筑用钢技术的发展趋势
自20世纪30~50年代欧美等先进国家建筑行业率先使用钢结构起,现代建筑用钢的发展进入了全新的时代,他们借助于各种设计软件、规范、标准等成熟技术,使用高性能钢材、焊材、连接件等相关材料,形成了专业化、现代化的建筑用钢系统技术。这些技术包括新型高效节约型建筑用钢的开发、钢结构的设计制作与建筑施工技术等,从而促使了建筑商和冶金工程师对接受和选择钢结构形成了广泛而深刻的共识,重庆H型钢推动了国际建筑用钢的快速发展。而钢铁业在开发和生产建筑用钢方面形成的丰富经验和强大的研发能力,更为建筑领域中采用新型建筑用钢提供了便利和优势,而目前正在将注意力集中在为满足现代环保和资源利用领域对建筑用钢在高效节约方面的新的、更高的要求而开展研究。目前,国际现代建筑业根据世界建筑钢结构的发展状况,已确定将高效节约型建筑用钢的开发与使用作为今后建筑钢材发展的重点,其技术发展趋势:
(1)在降低成本上,要求结构材料继续提高强度,从而减薄结构钢厚度、减轻结构重量,降低材料运输、结构制作、连接安装和整体工程的成本;
(2)在提高安全可靠性上,要求材料具有抵抗脆性断裂能力的高冲击韧性,对于高强度钢这种韧性和延展性要求更高,必须与可以接受的缺陷尺寸相平衡;
(3)在焊接连接方式上,要求材料具有足够低的碳当量和裂纹敏感性及可焊性;
(4)地震区的建筑钢结构必须具有良好的抗震能力,因而要求材料具有低屈强比5)要求建筑物具有一定的抵抗火灾的能力,至少在火灾发生后的2~3h内钢结构不“软化”坍塌,因而要求使用耐火钢,保证在600cC下屈服强度大于常温下强度的2/3。高强度、高韧性、可焊接性、抗震、抗层状撕裂、耐火、耐候性等已成为衡量现代建筑用钢基本性能的主要指标。根据国外钢铁材料研究开发的最新趋势,日本、欧洲、韩国等正在通过高纯净度、高均匀性和微米级超细组织来充分挖掘钢铁材料的潜力,最大限度地优化钢的性能。我国高效多功能节约型建筑用钢开发和应用尚处于初级阶段,重庆H型钢与国外先进国家尚有较大差距,相关建筑设计规范也不够完善。现代建筑用高效多功能节约型建筑用钢开发与应用已成为我国钢铁业与建筑业的重要课题和任务,并已获得国家的高度支持,确定为国家科技支撑项目,正在组织力量开展研究。
第二篇:建筑业用钢现状和发展趋势分析
建筑业用钢现状和发展趋势分析
建筑业是我国国民经济建设中重要产业之一,近年来,我国建筑业发展十分迅速,每年的房屋施工面积在15亿平方米以上,农村及其他个人建房约30亿平方米。随着我国国民经济和第三产业的发展,人民生活水平的提高和国家安居工程的实施,预计今后几年我国城镇住宅建设每年在16亿平方米以上,农村及其他个人住宅建设每年在60亿平方米以上,宾馆、饭店、写字楼、商店及其他公用建设等每年约2亿平方米左右,工业厂房及其他建筑约6亿平方米左右。与此同时,新建筑物装修的工程量急剧增加,老建筑物翻新周期明显缩短,装修材料也向豪华、实用方向发展。我国建筑装饰投资占建筑工程总投资的比例,已从20世纪80年代的20%左右提高到现在的40%-50%,增长势头相当强劲。
我国建筑业用钢现状
我国建筑用钢的主要用户是民用房施工单位、基础设施建设单位和工业厂房。民用房地产施工单位是建筑用钢的最大用户,其用钢量约占建筑钢材总消费量的60%以上,基础设施建设单位一般为国有大型企业,其用钢量占总消费量的20%,工业厂房也是建筑用钢重要消费客户,其消费量占总消费量的15%左右。
从建筑用钢的发展历史来看,1980年以前,我国采取限制用钢政策,房屋建筑以砖混结构为主,辅以钢筋混凝土结构,提倡以其他材料代替钢材,尽量节约用钢;上世纪80年代后期到90年代初期,采取合理用钢政策,大量建筑、尤其是大量公共建筑,采用现浇混凝土楼板,提高了建筑结构的抗震性能和工程的整体质量;90年代后期到现在,建筑用钢的品种和数量均有较大提高,采取鼓励合理用钢的政策,限制建造砖混结构建筑,钢筋混凝土建筑在这一时期得到了快速发展。
建筑用钢是我国钢材消费的最主要行业之一,年产量和消费量一般占钢材总产量和消费量的比重在55%左右。我国正处于工业化时期,固定资产投资较高,基础设施规模较大,同时我国城镇化水平不断提高,对建筑用钢材的需求量较大。据统计,2004年我国建筑用钢材总消费量15180万吨,占钢材总消费量的55%。从品种结构看,以螺纹钢筋与线材为主,其中螺纹钢筋消费量6500万吨,占建筑用钢的43%,线材消费量4350万吨,占建筑用钢的29%,薄板消费量1800万吨,占建筑用钢的12%。
从建筑用钢的供需情况来看,由于建筑用钢技术含量低、准入门槛低、见效快等特点,因此建筑用钢已成为近年国有中小型钢铁企业和民营企业的主要建设项目。同时,由于近两年来国内建筑用钢需求量增长迅速,导致建筑用钢的需求量增长较快,许多民间资本纷纷进入建筑钢材领域,国内建筑用钢生产能力增长迅速,现在国内的建筑用钢材已经处于供过于求的局面,螺纹钢筋价格已从2004年初的平均3600元/吨降至现在的2900元/吨,降价幅度较大,多数企业已处于微利或亏损状态;建筑用中厚板、热轧薄板产品近期国内生产量较大,价格跌幅较大,中国钢铁工业协会近期已召开关于降产、保价、稳定市场的座谈会。另外,由于建筑用钢属于低附加值、高能耗、高污染产品,销售半径较小,产品基本不考虑进出口,立足于国内生产,国内消费。
建筑业用钢发展趋势
预测到2010年,我国建筑用钢材总消费量约19000万吨,占钢材总消费量的53%,其中螺纹钢筋消费量7200万吨,占建筑用钢的38%;线材消费量5200万吨,占建筑用钢的27%;薄板消费量2400万吨,占建筑用钢的13%。从国内生产消费平衡看,生产规模已完全可以满足国内市场需要。另外,国内一些钢铁企业与一些钢铁系统外企业还在继续建设建筑用钢材,未来市场竞争激烈,竞争的焦点为品种、质量、成本及价格,在品种上重点开发使用高强度钢、耐候钢等品种。
目前,国家大力发展节能省地型住宅和建筑,并强调缓解我国能源与经济社会发展的矛盾,必须立足国内,提高能源利用效率。建筑节能举足轻重,刻不容缓。同样,建筑节能在钢铁业和钢材流通业引起高度重视。国家发改委新公布的产业政策,要求钢铁工业加快产品结构调整、提高钢材使用效率、树立节约使用钢材意识,把提高钢材强度、减少钢材使用量、钢材资源综合利用放在重要位置。
目前,在国内钢筋的生产消费中,高强度钢筋正处于大力推广应用阶段,已从大量使用低强度钢筋,逐步向高强度钢筋方向发展。2004年国内高强度钢筋生产量850万吨,消费量达到800万吨,占钢筋总消费量的12%。2005年,从国内各钢筋生产企业的生产情况看,高强度钢筋的生产量呈显著增长趋势,部分企业的生产量已占其总生产量的50%左右。尽管近年高强度钢筋在国内的推广应用有了长足进步,但与国外发达国家相比,还存在很大差距。在美、英、目、德、俄等欧美及东南亚国家已普遍采用了Ⅲ级钢筋,很少使用Ⅱ级钢筋,有的国家早已淘汰Ⅱ级钢筋,即使使用也只是作为配筋,主筋均采用400MPa级和500MPa级钢筋,有的强度等级甚至达到700MPa级。今后,随着国家固定资产投资持续保持高速增长,国内高层建筑建设的不断增多,为确保建筑的安全,在结构设计中对钢筋强度的要求不断提高,将会进一步促进Ⅲ级钢筋市场的发展与壮大。HRB400Ⅲ级钢筋作为HRB335II级钢筋的升级换代产品,是国家目前推广使用的产品,根据国家发展规划,未来HRB400Ⅲ级钢筋使用量达到钢筋总用量的80%左右。
耐火耐侯钢具有与普通建筑用钢相当的室温力学性能、焊接性能以及其他性能,在一般气候条件下可裸露使用,也可提高涂装性,涂在耐火耐候钢上的涂层的失效年限远长于普通钢。耐火性要求在600摄氏度时,屈服强度下降不大于规定的室温屈服强度标准的1/3,这是火灾时保证建筑安全性的一个重要指标,而普通钢至多在350%时保持这一强度值。使用耐火耐候钢可比可以减少防火涂料和防火包覆的使用,从而减少污染、缩短工期、降低成本、减少或不必进行防腐维护、节约维护工本、钢材厚度可减薄,节约综合成本20%以上,是一种具有绿色环保、可持续发展的经济类钢材。目前耐火耐候钢已开始应用于国内一些耐火耐候等级高的大型厂房、民居、商务楼等建筑钢结构,耐火耐候钢在我国的住宅建筑行业具有广阔的发展空间。国内武钢、攀钢等企业已在逐步开发生产耐候钢。
第三篇:现代制造技术的发展趋势
现代制造技术的发展趋势
袁锋
摘要
知识经济和高科技的迅猛发展给制造业带来前所未有的机遇和挑战,现代制造技术被赋予新的内涵和特征,与其它学科交互融合发展,对传统的制造业产生了巨大的冲击。只有采用先进制造技术并不断创新,我国制造业才能在激烈竞争中立于不败之地。为此阐述了现代制造技术的发展趋势。
关键词:现代制造技术;特征;趋势。引言
制造是人类社会赖以生存和发展的基石,任何时代都离不开制造业,制造业具有永恒性和不可替代性,它不仅是一个国家国民经济的支柱产业,而且对其经济和政治的领导地位也有着决定性的影响,一个国家经济的崛起在很大程度上取决于制造业的发展。在工业发达国家,约有1/4的人口从事各种形式的制造活动,70 以上的物质财富来自制造业。因此,很多国家把制定制造业发展战略列为重中之重。战后,日本、德国等国家由于重视制造业,国力很快得以恢复,成为制造强国,经济实力也跃居世界前列。美国认为要重振经济雄风,保持美国在全球经济中的霸主地位,必须大力重振制造业,夺回其制造业的世界霸主地位。为此,美国加大了制造业的投资力度,积极进行策略研究,现在某些领域已基本赶上甚至超过日本而与其并驾齐驱。可见制造业对一个国家的经济地位和政治地位具有至关重要的影响。
近年来,随着高新技术和知识经济的迅猛发展,生命科学、材料科学、信息技术、微电子技术、航空航天等新兴的科学技术不断涌现。以计算机技术、信息技术、自动化技术与传统制造技术相结合的先进制造技术应运而生,对传统的制造业产生了巨大的影响和冲击。目前,世界各国尤其是工业发达国家都非常重视制造技术的开发研究和应用,在这一领域的国际竞争日趋激烈,我们要想在新一轮的较量中立于不败之地,就必须大力发展制造技术。现代制造技术的主要特征
1.1 制造内涵的扩展
随着通讯和网络的发展,全球性的贸易壁垒正在逐步消失,制造技术已发展成为一个涵盖整个生产过程、跨多个学科且高度复杂的集成技术。制造的概念和内涵得到大大扩展,它是一种涵盖面很广的广义制造概念,是“大过程”、“大制造”,包括光、机、电产品的制造,工艺流程设计,通用产品和高精尖产品的制造以及材料制备;不仅包括机械加工方法,而且还包括高能束加工方法、硅微加工方法、电化学加工方法等;它不但包括从毛坯到成品的加工制造过程,而且还涉及产品的市场信息收集与分析、产品的选型决策、产品的设计制造过程、产品的销售和售后服务、报废产品的处理以及产品的疲劳强度和全寿命过程的预估等产品整个生命周期的全过程。1.2 先进制造技术、制造系统和制造模式的发展
近年来,制造工程与制造科学取得了前所未有的成就,先进制造技术、制造系统和制 造模式层出不穷,制造业得到空前的发展。建立在以现代信息技术为核心的制造技术基础上发展起来的现代制造系统,将会给未来的制造业带来更多意想不到的奇迹。其中最有代表性的有:①敏捷制造(AM)。1988年美国里海大学和通用汽车公司在研究总结美国制造业的现状和潜力后提出了敏捷制造的生产模式,1992年美国政府将其作为具有划时代意义的21世纪制造企业的发展战略。敏捷制造是将柔性制造的先进技术和生产技能、有素质的劳动力以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起,利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应,最大限度地满足顾客的要求。②虚拟制造(VM)。虚拟制造是利用制造过程的计算机模型及其仿真来实现产品设计和研制的模式,它从根本上改变了传统的产品设计与制造模式,在产品制造出来之前应在虚拟制造环境中完成软产品原型,代替系统的硬件进行试验,对其性能进行预测和评估,从而大大缩短产品设计与制造周期,降低产品的开发成本,提高其快速响应市场变化的能力,以便更可靠地决策产品研制,更经济有效地组织生产,从而实现制造系统全面最优的制造生产模式。③精良生产(LP)。1990年美国麻省理工学院总结了第二次世界大战后以丰田汽车为代表的日本制造工业的经验,提出了以改革企业生产管理为特点的精良生产模式。它的基本要求是企业在生产过程中要同时获得极高的生产率、最好的产品质量和极大的生产柔性,使所生产出的产品具有精益特点。它摒弃了大量生产方式在人力资源、库存资金积压上造成的极大浪费,特别是单一品种生产对市场变化的需求极不适应的种种弊端,发展了按市场订单进行及时生产的丰田汽车模式。④ 智能制造(IM)。智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事,去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。IM 将神经网络技术和模糊控制技术等先进制造技术应用于制造业,使制造过程实现智能化。
1.3 制造技术的多学科交叉特征
经济的发展和社会的进步对制造科学提出了新的要求与期望,它与信息科学、生命科学、材料科学、管理科学等不同学科之间的交叉融合更为紧密,形成了
多学科交叉、多方位立体发展的模式。一方面,制造技术为信息科学、生物科学和材料科学提供观察、实验、检测、制造的装备和技术支持;另一方面,信息科学、生物科学、材料科学的最新成果也会应用于制造业,进一步丰富制造科学的内容,同时,它们的发展也给制造业不断提出新的使命和挑战,从而促进制造科学的进一步提高。制造生产模式对制造过程、制造系统和产品的优质将起着关键的作用,而制造生产模式是管理科学、社会人文科学与制造科学的交叉、融汇和发展而成的结果,有着统率生产过程、加速高新技术的发展、决定产品质量和市场竞争能力的作用。1.4 信息技术是现代制造技术发展的重要保障
先进制造技术的发展与信息技术的发展密不可分。信息技术,特别是计算机技术,极大地改变着制造的面貌,是先进制造技术的发展与制造科学形成的客观条件。信息这一要素已成为现代制造业中最重要的资源和最宝贵的竞争要素。制造技术不仅加工、处理信息,而且将制造信息录制、物化在原材料上,提高其信息含量,使之转化为产品。现代制造业,尤其高科技、深加工企业,其主要投入已不再是材料和能源,而是信息和知识;其所创造的社会财富实际上也是某种形式的信息,即产品信息和制造信息。未来的产品一般应是基于信息或知识的产品。未来的制造技术将向数字化、智能化、网络化发展,信息技术将贯穿整个制造业。制造技术的发展趋势
21世纪,制造业日趋全球化,先进制造技术向着自动化、柔性化、集成化和智能化方向发展。总的来看,纳米技术、超精密加工技术和可持续制造技术是今后发展的关键。2.1 纳米技术
扫描隧道显微镜的发明与应用使人们对世界的认识进入纳米尺度,从宏观转向微观扩展。纳米技术和纳米制造技术是当前竞相研究的最前沿领域,它将使人们在生产方式和生活方式上有更大的改观。纳米技术包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术、纳米测量技术和纳米机械学等。纳米技术对制造业已经产生了很大的影响,对传统制造方法、制造工艺与手段带来了巨大冲击;同时,纳米技术的发展带动了微型系统制造技术的发展。微型系统是机械技术和电子技术在微/纳米尺度上相融合的产物,发展极其迅速,有可能对世界各国的科技、经济发展和国防建设产生重大影响。其覆盖领域十分广泛,从1959年科学家提出微型机械的设想,到第一个硅微型压力传感器问世,以及微型齿轮、微型齿轮泵、微型气动涡轮及联接件、硅微型静电电机、微型加速度计,直至2000年重仅200多克的微卫星上天,微型系统受到了世界各国越来越多的青睐,其应用领域将不断扩大。2.2 超精密加工技术
现代制造技术要求不断提高产品的加工质量、性能、可靠性和稳定性,而这些都取决于加工精度的提高。超精密加工技术是高精尖产品和国防武器生产的重要手段。在超精密加工领域,美国、英国、日本居世界前列。超精密加工主要包括超精密切削、超精密磨削、研磨以及超精密特种加工(主要包括电子束、离子束加工等)。目前,超精密加工已不再是孤立的加工方法和单纯的工艺问题,而是一项包含范围极广的系统工程。要实现超精密加工,不仅需要超精密的机床和刀具、稳定的环境,更重要的是要具备先进的计算机误差检测和在线补偿。
2.3 可持续制造技术
可持续制造技术是指在产品的整个生命周期中要充分考虑到节约资源和保护环境两方面的问题,其目标是使产品从设计、制造、运输、使用到报废处理的
整个产品生命周期中,对环境的负面作用最小,资源消耗尽可能小,并使企业经济和社会效益协调优化。其中绿色制造技术作为可持续制造技术的典型代表,正在被越来越多的企业接受和认同,并逐步得到应用,在美国、西欧和日本等发达国家和地区,绿色制造研究是先进制造技术领域的一大热点。随着人类居住环境的恶化、资源的短缺,可持续制造必将成为21世纪制造业发展的必然趋势。我国制造业的对策
制造技术的全球化和中国加入WTO给我国的制造业带来了前所未有的发展机遇,同时也面临着巨大的挑战。当前,人类社会已进入信息时代和知识经济时代,国际经济合作与交往日益紧密,全球产业结构进入大调整的重要时期,世界正在形成一个统一的大市场。世界范围内制造业的竞争变得越来越严酷,人们对于产品的个性化和服务的要求越来越强烈,产品的生命周期越来越短,只有采取积极的应对措施,才能逐步缩短我国在制造领域与工业发达国家的差距。
3.1 适应市场需求,增强企业竞争力
进入21世纪,用户的消费观念有了很大改变,对企业和产品提出了更新、更高的要求,产品的交货时间、新产品的开发时间和上市时间,甚至产品的整个生命周期都显著缩短 产品的开发周期缩短,对市场的响应已经成为企业竞争力的关键所在。谁能在最短的时间内交货,开发出新产品并打入市场,并在产品整个生命周期之内提供最好的服务,谁就能够占领市场。同时,原来对于产品质量、成本要求的内涵也有所改变,质量除了指对产品本 身的性能、功能、外观、可靠性和使用寿命等方面的要求外,更重要的是指如何在产品整个生命周期之内全面地满足客户的要求,包括各种服务,顾客对产品及其服务的满意程度是衡量产品质量和企业竞争力的重要指标。成本也不是指单一的产品制造和销售成本,而且是指包括产品的运行成本、维护成本及报废后的处理成本在内的全部成本。为了降低成本,要求企业的产品和制造系统均具有高度的柔性,以响应快速变化的市场,增强企业竞争力。
3.2 应用先进技术改造传统制造技术
在高科技和知识经济时代来临之际,必须用先进制造技术对传统的制造技术进行改造,对其进行全面研究和充实。我国传统的制造技术、工艺手段及装备仍然相当落后,必须从其它学科及新科技领域吸取营养并与之相结合,才能逐渐发展成为技术含量高、附加值大的现代制造技术,如纳米制造技术、超精密加工技术、微型系统制造技术、敏捷制造技术和绿色制造等。要利用先进制造系统原理优化企业组织结构,使其从产品开发、加工制造和市场开拓等方面得到重大改进,提高企业的综合效益,以赢得激烈的国际市场竞争。3.3 提高企业创新能力
创新是一个民族发展的动力,缺乏创新就会缺乏活力。企业的创新不仅指产品设计和生产工艺上的创新,还要包括制造观念的更新、组织的重构、经营的重组。综合创新能力是推动企业发展的动力和最强大的竞争武器。现代制造业应努力树立创新意识,培养创新能力,加快形成以企业为中心的技术创新体系,实现技术创新、机制创新、组织管理创新和人才创新。
3.4 重视人才培养
全球大市场中的竞争,归根结底是人才的竞争。现代制造技术都非常重视人的因素,强调以人为本和人的主体作用。现代制造业是多学科相互渗透融合而发展的,生产和管理模式正在向信息密集型和知识密集型转变,对人的素质也提出了较高的要求。一方面,应完善人才培养机制,针对现代制造科学的多学科交叉特点,在高等工科专业的教学中,实施与学科交叉前沿相应的专业设置及课程配置,以培养既有相关领域知识与能力,又具有创新精神的新型人才。另一方面,国家应重视职业技术教育,扶植发展企业对现有工程技术人员进行比学历教育更为重要的工程继续教育,以顺应新时期制造科学发展的要求。结束语
知识经济时代为我国的制造业带来新的机遇和挑战,国际竞争日趋激烈。只有利用先进制造技术,努力提升我国制造业的水平,实现精密化、微型化、高效化、清洁化、柔性化和集成化生产,才能增强企业竞争力,促进制造业的可持续发展。
第四篇:现代机械制造技术发展趋势论文
1现代机械制造技术发展历程
现代机械制造技术是基于传统机械制造技术,并且有效融合了计算机技术、信息技术、自动化控制技术等科技含量比较的多项技术,相比传统的机械制造技术,现代机械制造技术的内涵和外延均产生了很大的变化,与此同时为机械制造行业的迅猛发展,创造了非常好的外部条件。
2当前现代机械制造技术的实际情况
2.1虚拟制造技术
虚拟制造技术是以虚拟现实和仿真技术为基础,对产品的设计、生产过程统一建模,在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。虚拟制造技术的应用可以实时地以用户的需求作为切入点,对机械制造产品进行必要的修改,通过这种方式来保证设计制造具有较强的针对性。
2.2柔性制造技术
柔性制造技术指的是基于成组技术,以常规数控机床(不限类型和台数)以及数控柔性机床指导单位作为中心。柔性制造技术与应用系统当中,连接相关装置设备应当尽可能的通过应用自动化物流系统的方式体现出来。虽然说柔性制造技术同属自动化制造系统的其中一种,但其在生产方式上的变批量特点是其他制造系统所不具备的。有关机械制造相关产品在更新现阶段的实际工作过程与满足市场动态性发展需求,都要在一定程度上依赖柔性制造技术的有效应用方可实现。根据以往实际经验来分析,柔性制造技术能够结合成组对象,并合理选取与数控相互关联的加工机械及设备装置,从而达到对工件成批性生产的目的。另一方面,在应用柔性制造技术的过程中,能够在同一时间完成加工制造和生产管理,将其作用于切削加工、焊接、冲压过程中,这样可以最大限度的提高生产效益。
2.3敏捷技术
敏捷技术指的是基于精神创新、管理人员创新、结构管理创新所实现的全新机械设计制造技术。如果应用合理的话能够构建一个真实体现机械设计制造市场发展的基础结构(共同的),从而动态且准确地反映出市场变动情况。从以往的实践经验来看,如果引入敏捷性机械设计制造技术科学合理的话,可以大大提高机械产品的生产速度,大幅度地降低生产成本,并且可以优化生产效率。
3现代机械制造技术未来的发展趋势
3.1虚拟化
在将虚拟化技术应用于机械制造的过程中,衡量应用质量高低的关键之处就在于合理应用计算机仿真技术。通过对虚拟技术、拟实技术的可靠应用,不仅可以提升相关机械产品的开发速度,而且也在很大程度上提高了机械设计制造过程中的能源利用率。
3.2绿色化
机械制造技术的应用过程中,我们需要从节约资源能源的角度入手,从保护生态环境的角度进行分析。这样不仅可以有效降低对环境发展的不利影响,还可以提高能源的利用效率。
3.3一体化
在信息化技术快速发展的过程中,各大企业参与市场竞争的综合实力得到了质的飞跃。企业更加关注产品的个性化和多样化发展,传统意义上的大批量生产已经不能满足企业的发展需求,取而代之的是小批量和个性化生产。事实证明,这种方式可以控制机械产品制造中的生产周期,很大程度上降低了原材料的消耗,节省了资源,确保提升生产质量和控制生产成本的前提下,企业的经济效益得到实现。
4结束语
综上所述,随着科学技术和信息技术的日新月异,现代机械制造技术也得到了质的飞跃。因此我们在分析这项技术及其发展趋势相关问题的时候,应当首先了解它的发展历程以及当前现状,这样就可以在应用过程中从内心对其产生足够的重视,以及尽可能地避免出现低级失误,从而在保证产品质量、节省成本的前提下,最大限度地确保现代机械制造技术的应用价值能够得到充分体现。与此同时,机械制造技术对测量技术的发展也起到了至关重要的作用。就目前而言出现了很多关于测量方面的新问题,我们都可以通过在机械制造领域中的研究加以解决。与之对应的,新型的测量技术也可以为机械制造专业创造更加可靠的技术支持,二者是相辅相成的。
第五篇:现代通信技术的发展趋势
现代通信技术的发展趋势
通信技术是信息技术中极重要的组成部分。从广义说,各种信息的传递均可称之为通信。但由于现代信息的内容极为广泛,因而人们并不把所有信息传递纳入通信的范围。通常只把语音、文字、数据、图像等信息的传递和传播称为通信。面向公众的单向通信,如纸、广播、电视便不包括在内。但这种单向传播方式,由于通信技术的发展,也在发生变化。
纵观通信的发展分为以下三个阶段:第一阶段是语言和文字通信阶段。在这一阶段,通信方式简单,内容单一。第二阶段是电通信阶段。1837年,莫尔斯发明电报机,并设计莫尔斯电报码。1876年,贝尔发明电话机。这样,利用电磁波不仅可以传输文字,还可以传输语音,由此大大加快了通信的发展进程。1895年,马可尼发明无线电设备,从而开创了无线电通信发展的道路。第三阶段是电子信息通信阶段。从总体上看,通信技术实际上就是通信系统和通信网的技术。通信系统是指点对点通所需的全部设施,而通信网是由许多通信系统组成的多点之间能相互通信的全部设施。而现代的主要通信技术有数字通信技术,程控交换技术,信息传输技术,通信网络技术,数据通信与数据网,ISDN与ATM技术,宽带IP技术,接入网与接入技术。
现代通信技术的主要内容及发展方向,是以光纤通信为主体调卫星通信、无线电通信为辅助的宽带化、综合化(有的称数字化)、个人化、智能化的通信网络技术。
(1)宽带化
宽带化是指通信系统能传输的频率范围越宽越好,即每单位时间内传输的信息越多越好。由于通信干线已经或正在向数字化转变,宽带化实际是指通信线路能够传输的数字信号的比特率越高越好(一个二进制位即“0”或“1”信号,称为1比特。数字通信中用比特率表示传送二进制数字信号的速率。)
而要传输极宽频带的信号,非光纤莫属。据计算,人类有史以来积累起来的知识,在一条单模光纤里,用3—5分钟即可传毕。1966年高锟博士建议用带色层的玻璃丝,即光纤,作通信传输线。这一建议很快得以实现。20多年来,光纤通信发展异常迅速。据统计,到1991年底为止,全球已铺设光缆达563万公里,估计到1995年,铺设光缆总长度可达1100万公里。
光纤传输光信号的优点是:传输频带宽,通信容量大:传输损耗小,中继距离长;抗电磁干扰性能好;保密性好,元串音干扰;体积小,重量轻。光纤通信技术发展的总趋势是:不断提高传输速率和增长无中继距离;从点对点的光纤通信发展到光纤网;采用新技术,其中最重要的是光纤放大器和光电集成及光集成。
(2)综合化(或数字化)
综合就是把各种业务和各种网络综合起来,业务种类繁多,有视频、语音和数据业务。把这些业务数字化后,通信设备易于集成化和大规模生产,在技术上便于与微处理器进行处理和用软件进行控制和管理。
1988年,国际上已一致认为,未来世界网络的发展方向是宽带综合业务数字网,并且在1990年制定出第一批宽带综合业务数字网的国际标准,预计1994年可完成有关的全部标准,而在1995年前达到实用化。
(3)个人化
个人化即通信可以达到“每个人在任何时间和任何地点与任何其它人通信”。每个人将有一个识别号,而不是每一个终端设备(如现在的电话、传真机等)有一个号码。现在的通信,如拨电话、发传真,只是拨向某一设备(话机、传真机等),而不是拨向某人。如果被叫的人外出或到远方去,则不能与该人通话。俪未来的通信只需拨该人的识别号,不论该人在何处,均可拨至该人并与之通信(使用哪一个终端决定于他所持有的或归其暂时使用的设备)。要达到个人化。需有相应终端和高智能化的网络,现尚处在初级研究阶段。
(4)智能化
智能化就是要建立先进的智能网。一般说来,智能网是能够灵活方便地开设和提供新业务的网络。它是隐藏在现存通信网里的一个网,而不是脱离现有的通信网而另建一个独的“智能网”,而只是在已有的通信网中增加一些功能单元。
在没有智能网时,如果用户需要增加新的业务或改变业务种类时,必须告诉电信局,电信局一般都需要改造一些通信设备,费钱费时,用户难以接受。有了智能网,这些都很容易办到,只要在系统中增加一个或几个模块即可,所花费的时间可能只要几分钟。当网络提供的某种服务因故障中断时,智能网可以自动诊断故障和恢复原来的服务。
上述四个方面是互相联系的,没有数字化,宽带化、智能化和个人化都难以实现;没有宽带综合业务数字网,也就很难实现智能化和个人化。通信技术的“四化”实际上就是彼广为宣传的“信息高速公路”的具体技术内容。
现代通信与传统通信最重要的区别是:在现代通信中,通信技术与计算机技术是紧密结合的。要实现上述四化,必须开发许多领域的技术,如微电子技术(超大规模集成电路)、新的电子器件、。高性能的微处理机、新传输媒体(如光纤、更高波段的电磁波)、新交换技术等。从国外通信技术的发展看,大约从70年代开始,通信即进入了现代通信的新时代。目前,各项通信技术的发展正处在方兴未艾之中。
计算机技术、通信技术主要是指信息处理技术和信息传输技术,传感技术则是信息获取技术。人们一般是通过耳听目视获得几乎全部信息的。因此,扩大耳听目视的自然范围,克服空间、时间及人体器官的有限响应,如波长、灵敏度、信息量的局限等,成为信息获取技术的重要发展方向。为了望远,人们发明了光学望远镜、射电天文望远镜;为了观微,人们发明了光子、电子、离子显微镜;为了观内,人们发明了调光、超声波、,微波、核磁共振成像技术;为了观大,人们发明了飞机与卫星的各种波段的航空航天遥感。这一切都大大扩充了视听的范围。
现代通信系统主要是朝着宽频带、大容量、远距离、多用户、高保密性、高效率、高可靠性、高灵活性的数字化、智能化、综合化的方向发展。具体而言: 1)数字通信系统是一个必然趋势,尤其是大容量的数字微波中继通信系统将成为近年来干线通信系统的发展方向。
2)卫星通信系统可以实现多址通信,它是最理想的通信手段。而数字卫星通信系统将是今后卫星通信系统的重要发展方向,其主要技术发展和应用方向有: ①卫星电视直播成为卫星应用产业的支柱产业②卫星通信网与互联网和陆基电信网的相互融合正在扩展卫星通信的新领域。卫星互联网内容传送和宽带接入服务等数据传递业务成为推动市场繁荣的新动力,使卫星通信应用向综合化方向发展。③卫星数字音频广播是即将崛起的新兴产业。④卫星宽带数据接入将出现重
大发展,政府和企业市场是主体。静止轨道Ka频段卫星将得到发展,Ku与Ka混合网络是近期成功的关键。⑤全球卫星移动通信目前正在恢复活力。
3)由于信息量的不断膨胀,尤其是信息源的种类不断增加,这就要求宽频带、大容量,而光纤的频带极宽,一根头发丝那样细的光纤可以同时传输十亿路电话或1千万套TV,这决不是只能传输几百路电话而用很粗的电缆所能比拟的,且成本低可以节省大量宝贵的金属,因此,光纤通信系统将用于未来的干线通信和多种有线通信这是必然的发展趋势。以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心,并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点,在未来的一段时间里,人们将继续研究和建设各种先进的光网络,并在验证有关新概念和新方案的同时,对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。从技术发展趋势角度来看,WDM技术将朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。从应用角度看,光网络则朝着面向 IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展,尤其是为了与近期需求相适应,光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上,将朝着智能化的传送功能发展。
4)由于移动通信具有灵活性、机动性,又可以实现多址及便于组网,故移动通信系统尤其是数字移动通信系统,其主要发展方向为:
①移动网增加数据业务:1xEV-DO、HSDPA(CDMA2000标准系列中专门提供高速分组数据业务的无线标准通信技术)等技术的出现使移动网的数据速率逐渐增加,在原来的移动网上叠加,覆盖可以连续;另外,WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access全球微波接入互操作)的出现加速了新的3G增强型技术的发展;②固定数据业务增加移动性:WLAN等技术的出现使数据速率提高,固网的覆盖范围逐渐扩大,移动性逐渐增加;移动通信、宽带业务和WiFi(Wireless Fidelity,无线保真)的成功,促成802.16/WiMAX等多种宽带无线接入技术的诞生。
5)为了实现多点对多点之间的网络通信,以数据传输为主的计算机通信网,将成为通信自动化的一种重要手段。从而使基于这一重要手段的综合;业务数字网(N-ISDN或B-ISDN)成为今后新型综合通信系统的重要发展方向。
6)除上述多种现代通信系统之外,还有一种抗干扰能力极强,能充分利用有限的无线电频谱资源,军用战术通信的最主要手段,在民用通信中亦有发展前途的扩频通信系统,也将是今后的重要发展方向。
7)与扩频通信系统同等重要的,为实时和窄带的数据无线提供迅速而可靠的通信手段,非常适于军事指挥,工业控制及生产调度的一种最新型的通信方式——分组无线网,也将是今后要着力发展的重要方向。
8)在上述通信系统或通信方式的基础上,正在迅速崛起,可以真正实现在任何时间、任何空间、任何地点、任何对象以任何方式进行信息交换的个人通信系统,也是现代通信系统的重要发展方向。