Основы информационной технологии в управленческой и проектно-конструкторской деятельности.

Нынешний период технологического развития производства, называемый информационно-технологической революцией,

был подготовлен и обуславливается всем предыдущим развитием человечества. Если каменные орудия помогли сформироваться человеческому интеллекту и способствовали повышению производительности физического труда, то машинное производство привело к разделению умственного и физического

труда, что также способствовало интенсификации интеллектуальной деятельности человека. На современном этапе развития общественного производства зарождаются предпосылки того, что робототехнология избавит человечество от рутинного физического труда, особенно во вредных условиях. Освобождение же человечества от рутинного нетворческого умственного труда

в перспективе должна обеспечить так называемая информационная технология.

Необходимость ускоренного развития информационной технологии, особенно в сфере управления производством, диктуется следующими обстоятельствами. В современном промышленном производстве образовался дисбаланс между автоматизацией собственно производства и автоматизацией управления этим производством. Как следствие этого — в последнее столетие неуклонно увеличивается доля работников, занятых в информационной сфере (в частности, в управлении и планировании), при снижении доли занятых в сфере производства. Такая тенденция делает проблему информационной сферы еще более острой, так как достижения робототехники и микроэлектроники

позволяют уже сейчас строить высокоавтоматизированное программируемое гибкое производство, которое обеспечит более высокие темпы обновления и расширения номенклатуры товаров и услуг.

Если рассматривать историю развития управления про-

изводством, то согласно академику В.М. Глушкову, человечес-

тво столкнулось с двумя информационными барьерами. Пер-

вый барьер возник при переходе от ремесла к крупному про-

мышленному производству. Он был преодолен разделением за-

дач управления, планирования, проектирования между отдель-

ными работниками и службами. Второй барьер обусловлен раз-

рывом между темпами появления и развития новых техноло-

гий, материалов, товаров, услуг и темпами совершенствования

информационной сферы. Его преодоление возможно лишь че-

рез развитие информационной технологии.

Согласно определению ЮНЕСКО информационная техноло-

гия — комплекс взаимосвязанных научных, технологических,

инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной орга-

низации труда людей, занятых обработкой и хранением инфор-

мации; вычислительную технику и методы организации и взаи-

модействия с людьми и производственным оборудованием, их

практические приложения, а также связанные со всем этим со-

циальные, экономические и культурные проблемы.

В прикладном плане под информационной технологией по-

нимают совокупность методов и средств сбора, хранения, поис-

ка, переработки, преобразования, распространения и использо-

вания информации в различных сферах деятельности. Она ос-

нована на использовании компьютерных и телекоммуникаци-

онных технологий, которые в свою очередь могут применяться

совместно с другими видами технологий для усиления конечно-

го эффекта.

Цель информационной технологии в сфере производства —

обеспечить наиболее благоприятные условия его развития с

точки зрения интенсификации обмена информацией между

подразделениями и повышения эффективности ее обработки и

использования.

Технологическими средствами реализации информацион-

ной технологии являются быстродействующие ЭВМ на микро-

процессорной основе (информационная техника), соединенные

между собой устойчивыми каналами связи (например, на опто-

электронной основе), позволяющими эффективно обменивать-

ся необходимой информацией. Инструментальными средства-

ми информационной технологии является программное и мате-

матическое обеспечение.

Таким образом, в информационной технологии предметом и

продуктом труда является информация, т.е. сведения, исход-

ные данные, необходимые пользователю для принятия ка-

ких-либо решении

При этом выходная ин-

формация выступает в виде рекомендации, управляющих воз-

дейтвий (например, на протекание технологического процес-

са) или является исходной для дальнейшей переработки.

Важнейшими предпосылками развития информационной

технологии в сфере производства товаров являются.

Г разработка новых технологических процессов, согласо-

ванных по принципам контроля, автоматизации и другим пара-

.создан физико-математических моделей и программ,

которые могут служить основой для проектирования процессов

производства и управления ими;

. создание комплекса средств автоматической генерации

программного обеспечения;

.разработка автоматических устройств сбора информации и

выдачи ее пользователю в удобном для него виде при максималь-

информации, позволяющей обмениваться информацией раз-

личным пользователям в автоматическом режиме.

Генеральным направлением развития информационной

технологии на современном этапе является решение задачи ав-

томатизации всего пути от формулировки проблемы пользова-

телем до ее решения. Поэтому создание новой технологии обра-

ботки информации на ЭВМ становится одной из центральных

проблем создания искусственного интеллекта, для Решения ко-

торой необходимо внести в традиционную структуру ЭВМ но-

р и с п о к а з а н обогащенная структура компьютера,

способного подготовить программу решения задачи по словес-

Кроме собственно ЭВМ, новый койплёКе включает еще три

блока:

• процессор общения;

• базу знаний;

• планировщик.

Эти три блока иногда объединяют под названием интеллек-

туальный интерфейс.

В задачу процессора общения входит перевод исходного тек-

ста задачи на внутренний язык системы. Этот же блок ≪переве-

дет≫ потом результаты работы машины на понятный пользова-

телю язык.

Планировщик строит рабочую программу по описанию ус-

ловий задачи, полученному от процессора общения. Делает он

это с помощью имеющейся базы знаний.

В базе знаний записаны и описаны все необходимые сведе-

ния о способах решения задач в данной области, хранятся стан-

дартные программы, с помощью которых решаются типовые

задачи, содержится другая нормативно-справочная информа-

ция. На основе базы знаний планировщик ≪строит≫ нужную

ему программу, которую и решает ЭВМ.

В сфере искусственного интеллекта выделяют три типа сис-

тем:

• интеллектуальные информационно-поисковые;

• экспертные;

• расчетно-логические.

Интеллектуальные информационно-поисковые системы

обладают обширным справочно-информационным фондом и

способны отвечать на вопросы пользователя, даже если вопрос

сформулирован неконкретно или проблемно.

Задача экспертных систем — накапливать опыт специа-

листов, работающих в плохо формализуемых областях: меди-

цине, биологии, истории и т.д. При этом каждая конкретная

экспертная система ориентирована на жестко фиксированную

проблемную область. По сути дела — это автоматизированный

справочник-советчик для специалиста.

Расчетно-логические системы умеют выполнять множество

процедур, используемых в задачах проектирования, планиро-

вания, диспетчеризации и т.д.

Новая информационная технология с созданием интеллек-

туального интерфейса позволяет успешно решать проблему

проектирования новой техники и технологии путем автомати-

зации перевода с предметного уровня на математический и на-

оборот. В результате ≪мир компьютера≫ объединяется с ≪миром

конечного пользователя≫.

В последние годы особенно стремительным стало внедрение

информационной технологии в управленческой деятельности.

Получила распространение концепция электронной конто-

ры — учреждения, где практически все конторские, управлен-

ческие операции, включая сбор информации, ее анализ, подго-

товку решений и распоряжений, осуществляются с помощью

электронной техники, на базе децентрализованной сети рабо-

чих мест.

Концепция электронной конторы окончательно еще не

сформировалась, и сейчас пока трудно оценить до конца, сколь

глубоким и всесторонним будет ее воздействие на принципы ор-

ганизации управленческого труда.

Электронное техническое оснащение контор обеспечивает

прямое взаимодействие между людьми, не требуя их присут-

ствия в одном помещении и даже в определенное время в рабо-

чем здании. Благодаря электронным устройствам стираются

грани между служебным и домашним временем. Очевидно,

должно измениться общественное отношение к работе на дому

или неполный рабочий день — не исключено, что в XXI в. та-

кой режим конторской работы станет весьма распространен-

ным, а может быть, даже основным.

Можно выделить три важнейшие функции, подлежащие сов-

местной и взаимосвязанной автоматизации для осуществления

управленческой деятельности: электронная связь, электронное

хранение документов, электронное создание документов.

По предварительным оценкам, автоматизация работы слу-

жащих на промышленном предприятии может сократить кон-

торские расходы примерно на четверть. По отдельным статьям

расходов экономия может быть еще больше. При этом следует

подчеркнуть, что автоматизация работы служащих дает эф-

фект при условии комплексности, когда автоматизируется дея-

тельность конторы в целом, т.е. когда отдельные автоматизиро-

ванные рабочие места объединяются в систему.

В последнее время в проектно-конструкторской деятельнос-

ти начали находить применение так называемые компьютер-

ные имитации, реализованные с помощью технологии вирту-

альной реальности.

Виртуальная реальность — интерактивная технология,

позволяющая создать убедительную иллюзию, что вы находи-

тесь и действуете внутри реального мира, хотя на самом деле

этот мир существует только внутри компьютера.

Выделяют три вида способа создания виртуальной реальнос-

ти: первый ≪захватывает≫ человека полностью и воздействует

почти на все его органы чувств, второй ≪овладевает≫ им только

частично, примером третьего могут служить компьютерные иг-

ры. Настоящая виртуальная реальность принципиально отли-

чается от стереоизображения. Находясь в ней, повернув голову,

можно увидеть другую часть изображения — как в жизни.

Обычное же стереоизображение ≪следует≫ за человеком, как

привязанное, и при повороте головы картинка не меняется.

В основе системы, реализующей технологию виртуальной

реальности, лежит компьютерная динамичная трехмерная мо-

дель какого-либо объекта реального мира, которая может вос-

производиться либо на экране дисплея, либо в специальных

стереоскопических ≪очках≫, состоящих из двух миниатюрных

экранов, вмонтированных внутри надеваемого на голову шле-

ма, либо на экране во всю стену. Системы виртуальной реаль-

ности включают в себя, как правило, шлемы, очки, обычные и

стереодисплеи, перчатки, видео- и аудиосистемы, рабочие стан-

ции, персональные компьютеры, костюмы и т.д. Программное

обеспечение виртуальной реальности — это ее операционные

системы, инструментарий и различные приложения. Создают-

ся различные средства защиты программного обеспечения.

Системы виртуальной реальности обслуживают лаборатории

разработчиков, консультационные службы.

Принципиальным отличием компьютерных программ, соз-

дающих виртуальный мир, от традиционных систем компью-

терной графики, передающих только зрительную информацию,

является воздействие на несколько органов чувств одновремен-

но: зрения, слуха, осязания. Кроме того, все системы виртуаль-

ной реальности интерактивно взаимодействуют с человеком и

≪допускают≫ ≪вмешательство≫ последнего в действие, развора-

чиваемое перед его глазами. Например, можно ≪дотронуться≫

рукой до объекта, существующего лишь в памяти компьютера,

надев на руку специальную перчатку, начиненную соответству-

ющими датчиками. С помощью компьютерной мыши можно

перевернуть имеющееся на экране изображение, осмотреть его

с обратной стороны, попасть внутрь исследуемого объекта.

Такие системы в настоящее время используются, например,

при проектировании новых моделей автомобилей, создавая эф-

фект присутствия и езды человека на автомобилях, которых

еще нет на самом деле.

Несомненную экономию дает применение принципов вирту-

альной реальности при подготовке персонала для работы на но-

вом оборудовании, например, при освоении гибкой автоматизи-

рованной технологии, не говоря уже об обучении езде на авто-

мобиле или имитации хирургической операции.

Технология виртуальной реальности используется при мо-

делировании динамики жидкостей и газов в физике, в модели-

ровании химических опытов, индустрии развлечений, особенно

в играх, финансовом анализе, геологических и географических

науках, информационных системах, изобразительном искус-

стве, медицине, на телевидении, в образовании, метеорологии и

многих других отраслях и видах деятельности.

Лучшие экземпляры технологии виртуальной реальности

представляют собой сложные системы, трансформирующие ин-

формацию в знание, которое и является наиболее ценным ре-

сурсом человечества.

Таким образом, важнейшее значение использования инфор-

мационной технологии состоит именно в том, что она открыва-

ет пути прогресса без дальнейшего наращивания материаль-

но-энергетического потребления. Хотя обработка каждой еди-

ницы информации требует энергии, а хранение информации —

вещества и пространства, эти затраты неизмеримо меньше зат-

рат энергии, вещества и пространства отображаемых этими ин-

формационными процессами событий реального мира.

77. Основы технологии производства композиционных материалов

Композиционные материалы (КМ) — ис­кусственно созданные материалы, состоящие из двух или более разнородных и нерастворимых друг в друге компонентов, соединяемых между собой физико-химическими связями.

 

 

78. Основы технологии порошковой металлургии

Порошковая металлургия включает производство металли­ческих порошков, а также изделий из них или их смесей и композиций с неметаллами.

Технологический процесс порошковой металлургии состоит из трех стадий:

• производство металлических порошков;

• придание порошкообразному материалу требуемой формы (формование);

• спекание заготовки при повышенных температурах.

Часто спеченные детали подвергают дополнительной обра­ботке для улучшения их свойств.

 

79.Для производства металлических порошков используют две группы методов:

физико-химические (восстановление ме­талла из его соединений, электролиз и др.)

механические (измельчение твердого или распыле­ние жидкого металла).

Механическое измельчение наиболее целесообразно приме­нять при производстве порошков хрупких металлов и спла­вов — кремния, бериллия. Размол проводят в шаровых, вибрацион­ных, молотковых мельницах. Далее порошки на ситах делят на фракции (по размерам и хим.св-вам)

Формование чаще всего осуществляется прессованием по­рошков в пресс-форме на гидравлических или механических прессах.

Суть гидростатического метода заключается в том, что по­рошок засыпают в резиновую или эластичную оболочку и поме­щают в камеру, в которой жидкостью создают давление.

Спекание заготовок обычно осуществляется при темпера­туре, составляющей 70—90 % температуры плавления основного компонента. Проводят для повышения прочности.

Эффективность: изготовление деталей позволяет уменьшить число рабочих оперций, отхды метла составляют 5-10%. Не требует спец.оборудования и высокой квалификации. Порошок часто получают из отходов производства: стружки, остатков от шлифования.

83. радиционно-хим. технология,ее предшественницей след. считать ядерную технол., интенсивное развитие кот. стимулирует необходимость срочного решения ряда задач,связан.с практич.использ. атомной энергии.Целью явл. разработка методов и устройств для наиболее эконом-го осуществл. Радиац.-хим. процессы обуславл. энергией возбужден. атомов,ионов,молекул,Энергия ионизир-ся. Излуч. Превышает в сотни тысяч раз энергию хим. Связей. Этот механизм обьясняется особен.взаимод. излуч. С реагирующими вещ-ми. В кач. Источников ионизир. Излуч. Исп. Потоки заряженных частиц большой энергии(электр.А,В,частицы,нейтроны,Гама,излуч.) изночально применялись для произв.уникальных продуктов и продуктов улучшен.,что было продиктовано ценами на них Качества.,а сейчас и для экономии сырья и энергии. ОСНОВН. ПРЕИМУЩ,:1.возможн. Получ. Уникальных материалов, произв. Кот. Другими способами невозможно;2.высокая чистота получаемых продуктов;3. Смягчение усл. Проведения процессов(темпер.,давления) 4.возможн.замены в некот. Случаях многостадийных процессов синтеза одностадийными.

Фотохимические процессы.

Фотохимия изучает хим.реакции, протекающие под действием света или вызываемые им. Возможность использования фотохим.процессов зависит от источников излучения и конструкции аппаратуры. В качестве источников используется поглощение видимого света, ультрафиолетовый свет, инфракрасное излучение. Механизм фотохим.процессов основан на активации молекул реагирующих вещ-в при поглощении света. При поглощении света меняется электронная структура молекулы,т.е. электроны наружных оболочек атома возбуждаются, и молекула становится способной к хим.превращениям. когда молекула поглощает свет, она приобретает энергию в виде квантов. По природе фотохим.процессы бывают: прямые и сенсибилизированные. В прямой реакции излучение поглощается 1 или несколькими в-вами. В сенс.реакции излучение поглощает определенное в-во, возбуждает реакцию, но само в реакции не участвует. В каждой фотохим.реакции различают 3 стадии: поглощение света и переход молекулы в электронно-возбужденное состояние, первичные фотохим.процессы и образование первичных продуктов, вторичные реакции в-в, образовавшихся в первичном процессе.

Продуктами 1 стадии могут быть изомеры, обладающие повышенной электронной энергией, атомы и радикалы. Во 2 реакциях происходят превращения первичных продуктов реакции.

Целесообразность и распространенность применения фотохим.проц. объясняется: возможность точной регулировки степени возбуждения молекул, возможность активировать только определенную группу или связь в молекуле изменением степени излучения, процессы мало зависят от температуры, скорость реакции легко регулируется.

85. Плазменная технология осн. на обработке исходн. материалов концентрированным потоком энергии -плазмой. Плазма -знач. ионизированная и нагретая до10000-30000 градусов смесь нейтральных Молекул,ионов,кот. в отличии от газа ярко светятся, обладают электропроводностью и активно взаимодействует с магнитн.полями. поцесс проходит при сверхвысоких темпер.,когда вещ-во находится в сост.плазмы.с помощью высокочастотных разрядов создается высок.темпер.,которая ионизирует газовый поток плазмо-образующих газов аргона,гелия,азота или их смесей. При соединении с электронами газ ионизир. И под действ. магн.полей выходит из плазмотрона в виде ярко светящейся струи. Полученая плазма в кач. энергоносит.направл.на обрабатываемую поверхность изделия. В машиностр. плазм. методом обрабатывают изделия из любых матер.: выполняют прошивание отверстий, резку,наплавку,напыление,сварку. С помощью плазмы сваривают тугоплавкие металлы, а также неэлектропроводные матер(стекло,керамика)Плазм.исп. для хим.синтеза органических и неоргган.соед.,при произв.композиционных материалов, сверхчистых металлов.Плазмен.установки дают возможность перерабатывать труднообра-батываемое,но широкодоступное сырье,измен.физ.и хим.св-ва материалов. Плазменные процессы не выдел. в окруж. Среду сернистые и вредные газы.

86. Биотехнология представляет собой совокупность промышл. методов, в которых используются живые организмы и биологич. процессы для производства различных продуктов. Выделяют две группы отраслей,которые охватывает биотехнология:

1.отрасли,занятые производством промышл. продукции; 2.производство продовольствия, выращивание дрожжей и бактерий для получения белков, аминокислот, витаминов;увеличение продуктивности c/x; фармацевтическая промышленность, защита окружающей среды и уменьшение ее загрязненности.Биотехнология стала одним из важнейших факторов развития обществ. производства. Биотехнология сегодня - комплексная отрасль производства.Она включает в себя: 1.традиц. биотехнологию, основанную на реализации процессов брожения; 2.соврем.биотехнологию, реализованную в процессах микробиологического синтеза, генетической и клеточной инженерии, белковой инженерии. К достоинствам биологич. процессов относится то, что они используют возобновляемое сырье (биомасса), протекают в мягких условиях (при комнатной температуре, нормальном давлении), с меньшим числом технологич. стадий (этапов), их отходы доступны последующей переработке.

87. Микробиологический синтез (промышленная микробиология) - наука, изучающая промышл. получение веществ с помощью микроорганизмов. Возможности микробиологич. промышленности широко используются в медицине. Одним из мощных современных средств борьбы с инфекциями являются вакцины, производимые путем микробиологич. синтеза.В последнее время в мировой с\х- практике все большее внимание уделяется биологич. методу защиты возделываемых культур от вредителей и болезней. Основные задачи, решаемые промышленной микробиологией: 1.обеспечение населения наиболее ценными продуктами питания; 2. избавление человечества от опасных заболеваний; 3.охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов; 4.разработка новых источников энергии. Генная инженерия - новое научное направление биотехнологии, позволяющее создавать искусственные генетич. структуры путем целенаправленного воздействия на носители наследственности (молекулы ДНК). Прикладное использование генетической инженерии привело к возникновению так называемой индустрии ДНК, к примеру, производство физиологич. активных веществ белковой природы для медицинских и с\х нужд. Методы генной инженерии могут быть использованы при решении задач повышения эффективности биологических методов защиты растений, создания новых сортов растений и пород животных. С помощью методов генетической инженерии вполне можно исправлять наследственные заболевания у человека, создавать стимуляторы регенерации тканей, которые можно использовать при лечении ран, ожогов, переломов.

88. Клеточная инженерия. Благодаря методам клеточной инженерии, появилось возможность производить ценные продукты в искусственных условиях (вне организма). Используя клеточную инженерию, ученым удается конструировать новые высокоурожайные и устойчивые к болезням, неблагоприятным условиям среды ценные для народного хозяйства растения. Выведены гибридные сорта картофеля, винограда, сахарной свеклы, томатов. Создаются банки замороженных эмбрионов высокопородистых животных с последующей их пересадкой обычным животным для последующего их выведения.Путем инженерии выращивают искусственную кожу, клетки печени и даже клетки нервной системы. Инженерная энзимология - наука, разрабатывающая основы создания высокоэффективных ферментов для промышл. использования. Энзимы (ферменты) являются универсальными белками-катализаторами, с помощью которых осуществляются все процессы в живой клетке. Они проявляют исключительно высокую каталитическую активность. Ферменты наиболее широко используются при производстве сахара для диабетиков, некоторых гормональных препаратов, используемых в медицине. Ферменты используются в технологич. процессах пищевой промышленности, в частности, для получения глюкозно-фруктозного сиропа, глюкозы из крахмала, улучшения качества молока и ряде других производств.

 

89. Общие сведения о нанотехнологии.

Нано- (от гр. nanos — карлик)1 нм = 10^-9 м. Нанотехнология — это технология, основанная на манипу­ляции отдельными атомами и молекулами для построения сложных структур различных веществ. Нанотехнология является ключевой областью научно-технической революции в промышленности. Для реализации нанотехнологии в промышленности необходимо иметь несколько базовых устройств:1. посредник(сборщик), размером сравнимый с атомами,способен по заранее заданной программе пе­ремещать отдельные атомы или молекулы, обеспечивать хими­ческие связи между ними и поддерживать стабильность неза­вершенных структур до окончания сборки. Для выполнения этих операций он снабжен манипуляторами, набором механи­ческих устройств, их перемещающих, а также источником энергии. 2. нанокомпьютер (чтобы сборщик знал, какую молекулу надо ловить манипулято­ром и куда ее помещать).

3. разборщик (послойно разбирает или изучает объект, записывает в память нанокомпыотера инфор­мацию о нем).4. созидатель Осуществляет сборку других сборщиков, а также себе подобных созидателей.

 

90.Перспективы нанотехнологий.

Реальностью стано­вится создание материалов, которые будут в 200 раз прочнее стали. Создаются новые технологии синтеза алмазов и его соединений сверхвысокой твердости. Это позволит улучшить характеристики таких устройств, как лазеры, фотопленки, диски и компьютеры, создать экологически чистые ис­точники тока. В перспективе применение микрочипов приведет к созданию карманных супер­компьютеров. Использование фуллеренов как основы лекарственных препаратов базируется на значи­тельной химической активности молекулы фуллерена, имею­щей большое число свободных связей, придающих ей способ­ность присоединять различные радикалы, в том числе биоло­гически активные. Главное препятствие для быстрого внедре­ния фуллеренов в медицинскую практику — нерастворимость молекул фуллеренов в воде, затрудняющая их введение в жи­вой организм. Самая сенсационная возможность использова­ния фуллеренов в медицине — лечение вирусных заболева­ний, вызываемых ВИЧ-инфекцией. В развитии нанотехнологии имеется нес­колько направлений, на которых в настоящее время сосредото­чено внимание исследователей: 1.разработка технологии молекулярного синтеза простран­ственных структур с заданными свойствами; при такой «сбор­ке» материалов из отдельных атомов и молекул почти не оста­ется отходов, сырья же расходуется значительно меньше; 2. увеличение скорости работы компьютеров, эффективно­сти транзисторов и емкости устройств памяти в миллион раз; 3.разработка систем доставки генов и лекарств. препа­ратов к клеткам нанотехнологических агентов воздействия на человеческие органы; 4.удаление мельчайших загрязнений из воды и воздуха и обеспечение чистоты среды обитания человека; 5.создание нанотехнологических установок с управляемой рабочей средой для исследовательских и промышленных це­лей; 6.создание микро- и нанороботов; 7.разработка молекулярной технологии для нанобиологии, позволяющей выполнять операции на клеточно-мембранном уровне, на отдельных генах, создавать биосенсоры и другие сис­темы; 8.создание молекулярной технологии для построения высо­коэффективных топливных элементов, преобразователей сол­нечной энергии и термопреобразователей.

 

⇐ Предыдущая1234

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: