机械设计的学科前沿和动态发展

机械设计及其理论的前沿和动态发展

第一部分机械设计发展概述

一、机械设计学科形成历史

专为工业生产所运用、具有明显的技术特征,而又形成体系的机械设计, 在18世纪工业革命以后的一段时间才被确立起来。英国人斯密顿（Seaton,J）,对纽可门(Newcomen,T),发明的各种功率的蒸汽机进行了系统分析,写出许多实验报告,并整理出一套计算公式；瓦特（Watt,J）,就是在他工作的基础上,先后于1756年和1782年研制出新一代的蒸汽机。机械设计经历了反复多次的失败,才逐步积累了技术经验,奠定了科学的基础,形成完整的体系。

两百多年前的个体手工劳动的生产方式，现在已由大规模的机械化、自动化生产所代替。过去，产品的质量和性能，完全依赖于劳动者个人的经验和手艺，而现在已经可以做到由电子计算机对生产过程进行自动的适应性控制，使得产品成量好、成本低。人类在自己的生产活动中,不断地总结经验和’采用最新的科学技术来推动生产向前发展同时，在发展生产的过程中，又不断向科学技术提出新课题。这一切必然反映于机械设计发展过程。

二、机械设计的形成阶段

第一阶段，设计公式进行的经典设计阶段。机械工业生产主要在欧美各国进行，设计主要是依据经典设计公式的组合进行。力学各分支的发展，加上在机械制造中积累的丰富经验,为机械设计的实验、试验和理论研究奠定了基础，确立了基本观念，形成了基本体系，也

做了不少基础性的工作。

第二阶段，以经验为主的实验设计，第二次世界大战中和战后(1940一1960 年) 。是机械工业在数量方面扩大生产的时代，主要在美国。这一阶段的机械设计，主要是通过实机或模型试验获得基本数据，然后以此进行设计。机械设计可分为机能设计和强度设计两大方面。以强度设计为例，它应兼顾三个方面内容: （1）以弹性力学为基础的弹性设计；（2）以屈曲等塑性破坏为对象的极限设计；（3）基于安全寿命预测、许用损伤限度等的疲劳设计。

第三阶段，以静态解析为主的理论设计，这个阶段(1960-1980年)是机械设计由实验设计转入理论设计的发展阶段。1960年以后,在机械生产数量增加的同时，要求提高产品质量，改进机械性能，出现了应用液压技术、电子技术等系列设计。

第四阶段，以动态解析为主的理论设计，进入20世纪80年代，由于机械生产日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化的方向发展, 产品结构日趋复杂，对机械的工作性能也要求越来越高。为使机械安全可靠地工作，其结构系统必须具有良好的静、动特性。另一方面，人们的环境保护意识增强，机械振动和噪声损害操作者的身心健康，成为亟待解决的社会问题。为此，由静态解析为主的设计开始向动态解析转移，以满足机械静、动特性和低振动、低噪声的要求。

第二部分现代机械设计技术

机械设计是机械工程的重要组成部分,是决定机械性能的最主要的因素。现代设计技术主要包括：优良性能设计基础技术、竞争优势创

建设计技术、全寿命周期设计技术、绿色产品设计技术等。

一、优良性能设计基础技术。这是以提高机械产品综合性能为目的的设计技术，同时也是在传统性能设计基础上提出的，在对机械及其零件进行材料、结构和尺寸设计的前提下，运用摩擦学及断裂力学等一系列科研成果，从个体设计到系统设计，并从深度和广度上拓展此项设计技术的内涵和外延。其内容包括以下几种设计技术：1.可靠性设计和实验技术。2.防疲劳断裂设计技术。3. 系统动态设计技术 4. 摩擦学设计技术。5.防腐蚀设计技术。 6.状态监测补偿与控制技术。

二、竞争优势创建设计技术，这是在市场经济体制下形成和发展起来的。竞争机制和供求关系是市场经济的两大特点，这就要求生产设计人员要用新观点、新原理和新功能来设计不断满足顾客需要的新产品，进而使企业在全球范围的激烈竞争中始终处于不败之地。该项内容包含以下几种设计技术：1.产品创新设计技术。2.降低成本设计技术。3.快速设计技术。4.仿真与虚拟设计技术。5.智能设计技术。6.广义优化设计。7.造型色彩设计技术。

三、全寿命周期设计技术。这要求设计产品时不仅要考虑产品的功能和结构，而且要设计产品的全寿命周期，也就是要设计产品的规划、设计、制造、营销、运行、使用、维修保养，直到回收再用处置的全过程。这项内容具体由三种设计技术组成：1. 并行设计技术。2.面向制造的新技术。3.产品数据管理技术。

四、绿色产品设计技术。这是对产品在其生命周期中，按符合环境保护、资源利用率最高、能源消耗最低的要求进行设计的技术。它

包括以下几种技术： 1. 面向环境设计技术。2.面向能源设计技术。3. 面向材料设计技术。

第三部分计算机辅助设计技术

计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）技术产生于19世纪50年代后期。CAD技术作为杰出的工程技术成就，已广泛地应用于工程设计的各个领域。CAD技术研究热点有计算机辅助概念设计、计算机支持的协同设计、海量信息存储、管理及检索、设计

法研究及其相关问题、支持创新设计等。

1，CAD软件包括：（1）Pro/Engineer ，美国参数技术公司（PTC）的产品。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全

相关的概念，开发出来的第三代机械CAD/CAE/CAM产品Pro/Engineer软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户

能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。（2）SolidWorks，美国SolidWorks公司于1995年11月研制开发的SolidWorks是一套基于Windows平台的全参数化特征造型软件，它可

以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。（3）AutoCAD ，美国Autodesk公司为微机开发的一个交互式二维工程绘图软件，AutoCAD是当今最流行的二维绘图软件，有强大的二维功能，如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能，同时有部分三维功能。

2、主要CAE软件包括：ANSYS软件是融结构、流体、电磁场、声

场和耦合场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大

的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。 ANSYS软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力。

第四部分 CAE技术的应用和发展趋势

1.趋势一：现代产品研发流程中，通常使用CAD建模，用CAE进行仿真。因此，许多人的眼里，CAE理所当然是CAD的后端技术了。恰恰相反，在先进研发流程中，CAE是CAD 的“先行”技术。在新产品设计周期里， CAD付诸实施之前，CAE已经行动了。CAD并不是贯穿整个研发周期的技术，CAE却是，它在产品研发全过程中影响着设计。仿真技术越早地被应用于设计流程，它产生的投资回报率也将越高。ANSYS公司有一经典之语切中要害：Never early to use CAE （CAE 永不嫌早）。

2.趋势二：核心功能深入化，仿真环境却逐步浮向使用者手边；核心技术在远离使用者，仿真结果却逼近真实世界。现在，仿真功能从线性发展到非线性，从静态（稳态）到动态，隐式到显式，均质材料到复合材料，确定性分析到非确定性（概率）分析，校核到优化，单学科仿真到多学科耦合……但对仿真人员的要求却低了，主要原因是应用界面越来越简单，越来越顺手。

3.趋势三：CAE技术涵盖了结构力学、流体力学、电磁学等诸多学科专业，而像火箭、飞机、船舶等复杂工业产品的设计对这几个学科专业都有强烈的耦合分析需求，多学科及多物理场耦合技术是保证仿真结果逼近真实世界的重要技术。

4.趋势四：产品仿真中的物理场仿真对高性能计算技术的要求最为迫切。当今，CAE软件的发展已经超越了计算机平台的概念，MPP群机系统、SMP及其构成的星群系统、甚至是局域网连接的工作站/PC 机群的并行计算是现代CAE技术追求的新境界。CAE已经开始采用不同机型及操作系统的混合网络上的并行计算。更大规模的问题求解越来越成为人们追求的目标，真实的世界需要超过一亿自由度问题的求解方案，比如大型飞机整机气动的精确计算、整机详细结构模态分析、整机超大规模电大尺寸高频电磁计算等等。

5.趋势五：协同研发环境是根据现代企业研发活动的特点，整合研发相关的所有工具，形成一个基于网络的、分布式的企业级协同研发平台。该平台将设计模型管理、研发技术管理、研发流程管理、多学科优化、多物理场仿真、仿真数据管理及研发智力资产管理融于一身，并充分利用企业分布式硬件资源和网格计算资源，支持企业的任何研发活动。

第五部分创造方法发展概述

一、社会思维与群体智慧。社会思维是指人作为社会整体对客观现实的认识，它是在整个社会时间、社会关系的基础上，无数个人思维和各种群体思维交互作用、多元复合的观念体系。社会思维包括个

人思维和群体思维。群体思维是以若干思维个体组成的群体作为思维主体形成系统的特有功能，从而产生单个个体所不能达到的整体思维能力。

二、自主创新的时代特征。（一）以人为主、人机结合。1，思维科学研究创新过程可以说是一项思维系统工程，是人认识客观世界

的规律。2.信息时代以人为主的计算以人为中心的计算方法论的特点是：强调人机集成（Human-Machine Integration）。以人为中心的计算研究聚焦于人机集成的各个层面，强调系统观。3，（一），创新团队的社

会性，作为最活跃的因素——科学创新，在当代科学技术文明要求发

达的背景下，它的主体是社会的人、人的群体、科学团队。（二），大

成智慧工程。现代科学技术一方面不断分化，新学科层出不穷；另一

方面不断综合，一大批交叉学科、边缘学科蓬勃兴起，各门学科相互

渗透、相互结合，科学技术整体化的趋势日益增强。（三），从定性到

定量的综合集成人类已经进入21世纪，在科学技术与社会经济迅猛发

展的条件下，人类面对越来越复杂的客观世界。在东西方文化互补、融合的基础上提出的“现代科学技术体系总体框架”和“开放的复杂巨系统”的科学思想，不论在现代科学技术体系的内容方面，还是在科学方法（以人为主的人机系统）的探索方面都取得了重大突破，正在推动着科学创造方法论的改变。

企业管理学科前沿动态述评

企业管理学科前沿动态述评进入新世纪以来，企业管理学科发展的前沿动态主要集中在以下几个方面： 1. 战略竞争理论上世纪80年代以来，美国学者Michael E. Porter的《竞争优势》、《竞争战略》两部著作的出版，在管理学界掀起了一股竞争战略研究的热潮。该理论的核心是提出了竞争的五因素模型论，即分析现有企业之间的竞争、行业进入者的威胁、购买者的议价力量、供应商的议价力量、替代品或替代服务的威胁。提出了低成本战略、集聚化战略、差异化战略三大战略。该理论通过对产业演进的说明和各种基本产业环境的分析，得出不同的战略决策。这一理论与思想在全球范围产生了深远的影响。 2. 企业再造理论美国学者迈克尔？海默（M.Hammer）博士与詹姆斯？钱皮（J.Champy在其合著的《再造企业——管理革命的宣言书》（1993）中提出：现代企业普遍存在着“大企业病”，面对日新月异的变化与激烈的竞争，要提高企业的运营状况与效率，迫切需要“脱胎换骨”式的革命，只有这样才能回应生存与发展的挑战；企业再造的首要任务是业务流程重组（BPR，它是企业重新获得竞争优势与生存活力的有效途径；BPR的实施需要两大基础，即现代信息技术与高素质的人才。用作者的话来讲，该理论的核心是“从头改变，重新设计”。为了能够适应新的世界竞争环境，企业必须摒弃已成惯例的运营模式和工作方法，以工作流程为中心，重新设计企业的经营、管理及运营方式。 3. 第五项修炼——学习型组织 1990年，彼德？圣吉（P.M.Senge所著的《第五项修炼》出版，标志着学习型组织理论的诞生。这一理论说明：企业惟一持久的竞争优势源于比竞争对手学得更快更好的能力，学习型组织正是人们从工作中获得生命意义、实现共同愿望和获取竞争优势的组织蓝图；要想建立学习型组织，系统思考、自我超越、改善心智模式、团队学习、共同愿景是必不可少的“修炼”。该书出版不久，即在全球范围内引起轰动，并于1992 年荣获世界企业管理协会

软件工程专业学科前沿讲座报告

软件工程专业学科前沿讲座报告院 (系)：计算机科学与工程专业：软件工程班级：17060212 学生：张嘉琪学号：17060212119

人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能亦称智械、机器智能，指由人制造出来的机器所表现出来的智能。通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。通过医学、神经科学、机器人学及统计学等的进步，有些预测则认为人类的无数职业也逐渐被人工智能取代。人工智能在计算机领域内，得到了愈加广泛的重视。并在机器人，经济政治决策，控制系统，仿真系统中得到应用。人工智能是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能）。也被认为是二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展，在很多学科领域都获得了广泛应用，并取得了丰硕的成果，人工智能已逐步成为一个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个系统。人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。通常，“机器学习”的数学基础是“统计学”、“信息论”和“控制论”。还包括其他非数学学科。这类“机器学习”对“经验”的依赖性很强。计算机需要不断从解决一类问题的经验中获取知识，学习策略，在遇到类似的问题时，运用经验知识解决问题并积累新的经验，就像普通人一样。我们可以将这样的学习方式称之为“连续型学习”。但人类除了会从经验中学习之外，还会创造，即“跳跃型学习”。这在某些情形下被称为“灵感”或“顿悟”。一直以来，计算机最难学会的就是“顿悟”。或者再严格一些来说，计算机在学习和“实践”方面难以学会“不依赖于量变的质变”，很难从一种“质”直接到另一种“质”，或者从一个“概念”直接到另一个“概念”。正因为如此，这里的“实践”并非同人类一样的实践。人类的实践过程同时包括经验和创造。这是智能化研究者梦寐以求的东西。前景:目前随着人工智能AI的迅猛发展，今后几年触摸一体机一定会和人工智能

测控技术与仪器专业发展前沿报告

测控技术与仪器专业发展前沿报告通过上这门测控技术与仪器专业前沿选修课，对马上要考研的我有所帮助。对本专业有了较之前更深入的认识，包括本专业的基本研究领域，考研方向，专业发展方向等。本专业的考研方向主要有一起和控制两方面。本专业研究领域很广，包括计算机应用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制造、科技开发、应用研究、企业管理等，还包括计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等。测控包括几个很重要的过程：信号采集、信号整理、信号处理、数据显示控制。信号采集主要是通过各种（温度、流量、压力、湿度、气味等）传感器采集对象发出的各种信号；信号整理主要是对采集到的电信号进行平整、滤波、模数转换等，转换成便于处理的数字信号；信号处理主要是对数字信号进行处理以便显示，或者发出控制信号；数据显示控制环节中显示主要是指将数字信号通过便于我们观察的形式显示出来以便我们进行判断，而控制主要是指将控制信号传送给并作用于对象的过程。上面的四个环节就构成了整个测控的过程。本专业（参考网上的资料）发展方向与学科前沿有： (1)配合数控设备的技术创新(如主轴速度，精度创成) 数控设备的主要误差来源可分为几何误差和热误差。对于重复出现的系统误差，可采用软件修正；对于随机误

差较大的情况，要采用实时修正方法。对于热误差，一般要通过温度测量进行修正。中国机床行业市场萎缩同时又大量进口国外设备的原因之一就是因为这方面的技术没有得到推广应用。 (2)运行和制造过程的监控和在线检测技术；为了在开放环境下求得生存空间，没有自主创新技术是没有出路的。因此应该根据有专利权、有技术含量、有市场等原则选择一些项目予以支持。根据当前发展现状，信息、生命医学、环保、农业等领域需要的产品应给予优先支持。如医学中介入治疗的精密仪器设备、电子工业中的超分辨光刻和清洁方法和机理研究等。 (3)配合信息产业和生产科学的技术创新为了在开放环境下求得生存空间，没有自主创新技术是没有出路的。因此应该根据有专利权、有技术含量、有市场等原则选择一些项目予以支持。根据当前发展现状，信息、生命医学、环保、农业等领域需要的产品应给予优先支持。如医学中介入治疗的精密仪器设备、电子工业中的超分辨光刻和清洁方法和机理研究等。这次专业选修课由几个老师共同介绍，我比较感兴趣的是迟键男老师讲的计算机视觉技术，也有意向读研时研究计算机视觉。同时，我还在做一个基于图像处理的车流量监测科技创新项目，有较大的联

基础教育英语学科前沿动态综述

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/4b2952706.html, 基础教育英语学科前沿动态综述作者：陈俊来源：《中小学教学研究》2007年第04期摘要：笔者从课程改革时代英语教学的目标、英语教材的最新发展、英语教学法的改革动态、日趋完善的英语评价体系及英语教师的科研幸福之路诸方面综述了基础教育英语学科的前沿动态，有助于英语教育工作者把握课改的大方向，使英语教学健康有序地发展，促进师生与新课程共同成长，实现基础教育阶段英语课程的任务目标。关键词：基础教育；英语教学；课程改革一、课程改革时代英语教学的目标《英语课程标准》充分体现了素质教育的思想，突出对学生综合语言能力的培养。在语言技能和语言知识方面、在培养学生的学习兴趣与动机方面、在发展学生的智力和培养学生的自我管理能力、以及在学习文化知识和发展跨文化交际的意识与能力等方面，均提出教学内容与目标要求，它以促进学生整体素质发展为根本，注重学生在技能、知识、情感、策略和文化素质方面的综合发展。基础教育阶段英语课程的任务是：激发和培养学生学习英语的兴趣，使学生树立自信心，养成良好的学习习惯和形成有效的学习策略，发展自主学习的能力和合作精神；使学生掌握一定的英语基础知识和听、说、读、写技能，形成一定的综合语言运用能力；培养学生的观察、记忆、思维、想像能力和创新精神；帮助学生了解世界和中西方文化的差异，拓展视野，培养爱国主义精神，形成健康的人生观，为他们的终身学习和发展打下良好的基础。二、英语教材的最新发展以前的统编教材以语法为纲，过分强调语言知识的系统性，但对语言的运用能力训练不够。2001年秋季以来，依据《英语课程标准》编写的英语教材极大地摒弃了统编教材的弊端。新教材的基本特点是：重视培养思想情感和提高文化素质；结构、功能和话题相结合，使学生的语言实践活动更具目的性，更有意义；循环、系统地安排教学内容，教学内容紧密结合

学科专业前沿

学科专业前沿知识及职业导航机械设计制造及其自动化专业是研究各种工业机械装备及机电产品从设计、制造、运行控制到生产过程的企业管理的综合技术学科。机械设计制造及其自动化专业研究的主要内容包括机械与机器的组成原理、运动分析方法、力学分析方法及电气控制原理，各种机电产品的设计技术、制造技术与控制技术、计算机辅助设计技术、现代机械制造技术与方法，机电一体化技术，计算机辅助制造技术，特种加工技术，自动化制造系统，机器人技术，计算机集成制造技术，计算机原理及应用等。该学科是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。作为一个系统工程，它由5个单元组成。程序单元。决定做什么和如何做。作用单元。施加能量和定位。传感单元。检测过程的性能和状态。制定单元。对传感单元送来的信息进行比较，制定和发出指令信号。控制单元。进行制定并调节作用单元的机构。自动化的研究内容主要有自动控制和信息处理两个方面，包括理论、方法、硬件和软件等，从应用观点来看，研究内容有过程自动化、机械制造自动化、管理自动化、实验室自动化和家庭自动化等。机电一体化专业就业前景。有关研究报告显示“机电一体化”一词最早是日本提出的，在上世纪80年代初，日本名古屋大学最早设置了机电一体化专业。如今在本科，已改称为“机械电子工程”专业;在高职高专则仍延用机电一体化专业名称。机电一体化专业是精密机械——电子技术(含电力电子)——计算机技术等多门学科交叉融合的产物，属高新技术，也是当前发展最快的技术之一，它是先进制造技术的主要组成部分。它的发展推动了当前制造技术的迅速更新换代，是产品向高、精、快迅速迈进，使劳动生产率迅速提高。由于我国逐渐成为世界制造业基地加上传统企业面临大规模的技术改造与设备更新，国内急需大量先进制造技术专业人才。因此该专业毕业生就业前景很好，而且待遇也高。毕业生主要在各行政、企业、事业单位从事机械、电气工程、常用电器的维修、安装与调试以及技术管理等工作。它的发展推动了当前制造技术的迅速更新换代，是产品向高、精、快迅速迈进，使劳动生产率迅速提高。由于我国逐渐成为世界制造业基地加上传统企业面临大规模的技术改造与设备更新，国内急需大量先进制造技术专业人才。因此该专业毕业生就业前景很好，而且待遇也高。毕业生主要在各行政、企业、事业单位从事机械、电气工程、常用电器的维修、安装与调试以及技术管理等工作。

学科前沿动态作业

工业4.0与中国制造2025 摘要：本文简述了工业4.0与中国制造2025，其均是以信息系统和物理系统的深度融合为基础，在世界工业化发展的大浪潮下，中国也应该紧跟时代步伐，结合中国国情，加强基础设施建设，依托信息技术的发展，形成中国特色工业化道路。关键字：工业4.0，中国制造2025，CPS 0前言 2013年4月，全球国际工业博览会在德国汽车、机械、电子制造业中心汉诺威召开。会上，德国“工业4.0工作组”公布了研究成果报告《保障德国制造业的未来:关于实施“工业4.0”战略的建议》(简称德国“工业4.0”，后文简称“工业4. 0”)。工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。该项目由德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联合资助，投资预计达2亿欧元。旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。其技术基础是网络实体系统及物联网。两年后，即2015年5月，中国政府发布了《中国制造2025》，《中国制造2025》提出，坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，坚持“市场主导、政府引导，立足当前、着眼长远，整体推进、重点突破，自主发展、开放合作”的基本原则，通过“三步走”实现制造强国的战略目标：第一步，到2025年迈入制造强国行列；第二步，到2035年中国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平；第三步，到新中国成立一百年时，综合实力进入世界制造强国前列。 1工业4.0与智能制造概述 18 世纪末的第一次工业革命创造了机器工厂的“蒸汽时代”，20 世纪初的第二次工业革命将人类带入大量生产的“电气时代”。20世纪中期计算机的发明、可编程控制器的应用使机器不仅延伸了人的体力，而且延伸了人的脑力，开创了数字控制机器的新时代，使人机在空间和时间上可以分离，这是凭借电子和信息技术实现自动化的第三次工业革命。进入21世纪，互联网、新能源、新材料和生物技术正在以极快的速度形成巨大产业能力和市场，将使整个工业生产体系提升到一个新的水平，推动一场新的工业革命，德国技术科学院等机构联合提出“第四代工业－Industry4.0”战略规划，旨在确保德国制造业的未来竞争力和引领世界工业发展潮流。工业4.0与前三次工业革命有本质区别，其核心是信息物理系统的深度融合。工业4.0第一个内涵就是智能化、绿色化和人性化，每个人或每个客户的需求是不一样的，个性化或定制化的产品不可能大批量产。工业4.0的第二个内涵是分散网络化和信息物理的深度融合。工业4.0可以分为两大主题，一个是以智能化生产系统和网络化分布式生产设施为主题的智慧工厂，一个是智能制造。智能制造(Intelligent Manufacturing，IM)是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智研讨会研讨会能系统，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。是从嵌入式系统向信息物理融合系统（CPS）发展的技术进化。作为未来第四次工业革命的代表，工业4.0不断向实现物体、数据以及服务等无缝连接的互联网（物联网、数据网和服务互联网）的方向发展。 2信息物理融合系统信息物理融合系统(Cyber Physics System，CPS)作为计算进程和物理进程的统一体，是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统。信息物理系统通过人机交互接口实现和物理

自动化专业发展趋势

1.自动化专业简介自动化是指装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。广义地讲，自动化还包括模拟或在现人的智能活动。自动化技术广泛应用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展、放大人的功能和创造新功能，极大地提高了劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。总的来说，自动化专业是一个口径宽，适应面广的专业，具有明显的跨学科的特点，对实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化，对迅速提升我国综合国力具有重要和积极的作用。 2.自动化发展历史 1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。 50年代，自动调节器和经典控制理论的发展，使自动化进入到以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。 60年代，随着现代控制理论的出现和电子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。 70年代，自动化的对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统，涉及许多用现代控制理论难以解决的问题。这些问题的研究，促进自动化的理论、方法和手段的革新，于是出现了大系统的系统控制和复杂系统的智能控制。 3.自动化技术展望自动化技术发展至今应经达到了一个相当高的水平，然而它从未停下发展的脚步它的未来仍然在不断地开拓者。展望自动化的未来，虽然不能完全预测出以后的自动化技术将会发展成什么样，但是它的一些发展方向还是比较明确的。首先，机器人技术将会是自动化技术发展的前沿，从上个世纪机器人的产生，到如今，机器人的发展可谓日新月异，它已经成为先进制造业不可缺少的自动化装备，

学科前沿

学科前沿专题专业：机械电子工程姓名：刘洪民学号：22

一、阐述机械制造业的变革及挑战。机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）精密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。下面对自动化技术给予论述和展望。机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。一、集成化计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS 作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分：1．工程技术信息分系统包括计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程分析（CAE），计算机辅助工艺过程设计（CAPP），计算机辅助工装设计（CATD）数控程序编制（NCP）等。 2．管理信息分系统（MIS）包括经营管理（BM），生产管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），财务管理（FM）等。 3．制造自动化分系统（MAS）包括各种自动化设备和系统，如计算机数控（CNC），加工中心（MC），柔性制造单元（FMS），工业机器人（Robot），自动装配（AA）等。 4．质量信息分系统包括计算机辅助检测（CAI），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助质量控制（CAQC），三坐标测量机（CMM）等。 5．计算机网络和数据库分系统（Network & DB）它是一个支持系统，用于将上述几个分系统联系起来，以实现各分系统的集成。二、智能化智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。三、敏捷化敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系

学科前沿系列讲座报告

学科前沿系列讲座报告制导控制技术最新进展专业：信息对抗技术姓名：学号：时间：2016年9月

目录一、引言 ................................................................................................ - 2 - 二、概述 ................................................................................................ - 3 - 1. 介绍 ................................................................................................ - 3 - 2. 分类 ................................................................................................ - 3 - 3. 制导方式......................................................................................... - 3 - 1) 寻的制导................................................................................... - 3 - 2) 遥控制导................................................................................... - 4 - 3) 惯性制导................................................................................... - 4 - 4) 全球定位系统（GPS）制导...................................................... - 4 - 5) 地形匹配与景象匹配制导.......................................................... - 4 - 6) 复合制导（组合制导） ............................................................. - 4 - 三、控制制导技术的发展历程................................................................ - 5 -

学科前沿讲座感想

软件学院学科前沿知识讲座感想听了几位老师所讲的学科先沿讲座，我的感想颇多. 尤其是对林林老师的《智慧时代中的挑战与机遇》颇有感触。下面我谈谈自己通过听讲,查资料,经过思考后对这一问题的理解. 当今的信息新技术主要包括这么几类，即新息安全新技术：主要包括密码技术、入侵检测系统、信息隐藏技术、身份认证技术、数据库安全技术、网络容灾和灾难恢复、网络安全设计等。信息化新技术：信息化新技术主要涉及电子政务、电子商务、城市信息化、企业信息化、农业信息化、服务业信息化等。软件新技术：软件新技术主要关注嵌入式计算与嵌入式软件、基于构件的软件开发方法、中间件技术、数据中心的建设、可信网络计算平台、软件架构设计、SOA与RIA技术、软件产品线技术等。网络新技术：网络新技术包括宽带无线与移动通信、光通信与智能光网络、家庭网络与智能终端、宽带多媒体网络、IPv6与下一代网络、分布式系统等。计算机新技术：计算机新技术主要关注网格计算、人机接口、高性能计算和高性能服务器、智能计算、磁存储技术、光存储技术、中文信息处理与智能人机交互、数字媒体与内容管理、音视频编/解码技术等。大胆的预测一下计算机技术往下怎么发展，因为形势明白了，历史规律搞清楚了，需求也明白了，该怎么做呢？我大胆做这么一个发言，中国计算机界必须把握机遇迎接挑战。看一下处理器方面该怎么做，上个世纪我们关心的是每秒种可以完成多少指令，处理的速度。后来发现不对，应该做高性能的处理器，每花掉一块钱可以处理多少能力，重要的是功耗要低，然后是无线，是互联，我们更关心消耗每瓦功率处理能力是多少，大家关心的点开始转移，从每秒处理能力，关心到每块买到多少处理能力，到最后消耗每瓦功耗有多少能力。在处理结构上面有什么变化，从上世纪70年代左右，人围着计算机转，每个单位只要很好就有一个漂亮的机房，大家围着机房转，算题是通过一个小窗口把题递进去，过一段时间里面算好，把题递出来。那时候一切围绕CPU转，所以那时候CPU当之无愧，我的处理器是中心所以叫CPU。再往下可以看到计算机围着人转，我们口袋里的手表等一切一切，人走到哪里，计算装备围着我来转，在机器内部不是围着CPU转，而是围着存储期，I/O，通道转，因此不能光搞CPU，比如出现PIM等新的名称，所以我们应该与时俱进。从CPU，C要改成无处不在的处理单元。网络将怎么发展，我们在上个世纪70年代所关心的就是互联互通互操作，在这儿不是讲互联互通互操作不重要，它是一个基础绝对重要，关心这个是数据和控制信号的传递，数据和控制信号可以传过去。做了一些日子以后发现，需求不仅仅是这个，我们要提高网络的带宽，我们关心是信息沟通和处理能力的增强，光把信号传过去是不是可以处理好呢？再往下又是怎样的？我们应该关心网上有这些信息，有这么多人用，是动态的变化，所以我们要关心信息融合、信息确认等。要把消息传给该给的人，该给的时间，该给的地方，该给的人，传正确的东西，这个变化不承认不行的，以往包括我个人在内，我和我同事们宣扬，看我家里环境，办公室环境，我计算机有多少能力联网，这已经过去了。下面关心的是这个网络具有多少计算个算计的能力，算计要做推理更难，再往下要面对什么问题？我的网络环境怎么样有非常强的资源按需聚合，人机协同工作的协调能力，体系结构将怎么发展，70年代的时候，大家做体系结构设计，费劲脑筋是在计算机内挖掘可能的潜力，处理可能的矛盾，搞体系结构的人，什么是好的所长，厂长，它的学问是处理轻重缓急，这件事应该放得下，哪件事应该要处理，所以好的应该处理删、增、减、抑、扬，在这种情况下发现，我们设计在机群中挖掘和平衡，我们要在网络环境下怎么做挖掘和平衡，因为系统给人用的，机器的环境，是给销售人员，管理者用的，所以把协同工作做好，就要验证，所以从HPCS变成HPCE，我们需要的不是高性能，需要的是生产力可用性，中国科学家预感比较早，因此1997年再一次会上，就决定当前做ClieitServer，之后做Cluster，之后做Networking，之后是VSE，

计算机科学前沿热点及发展趋势

计算机科学前沿热点及发展趋势摘要:计算机科学围绕信息、知识、智能等主题发展迅速。文章系统地介绍了信息处理、文字与自然语言的理解、数据仓库和数据挖掘；知识科学；人工智能、人工神经网络的研究、遗传算法、逻辑学等领域研究中前沿的若干问题，并提出未来计算机科学的发展趋势。关键词:信息技术知识科学智能技术发展趋势在短短的60年里，计算机科学发展至今，取得了巨人的成就。从观念上改变了人们对世界的认识，将人类社会带入了信息时代。加速T人类社会的发展。在今天计算机科学技术已经成为人们日常生活工作中不可或缺的重要组成部分，而计算机技术的发展也将越来越多影响人类社会的进步。 1 计算机科学前沿热点近年来，计算机科学中前沿的问题主要围绕信息、知识、智能三大研究领域展开讨论。本文中所指的信息是指客观事物的属性。而知识不同于信息，它是人们对信息经过大脑的加工与处理后，形成的规律、规则、方法及认识。智能则是指大脑从历史信息、知识的基础之上形成的对现有信息、知识的推理、演绎、判断的方法。根据研究分析表明，在三大研究领域中，主要有以下前沿热点研究： (1)信息方面:信息处理、数据仓库和数据挖掘、生物信息学。 (2)知识方面：以知识科学与知识工程为主要研究的问题。 (3)智能方面：以人工神经网络的研究,机器证明,人工智能与专家系统,遗传算法,代数逻辑学形成了本研究领域的主要特色。 1.1 信息科学 1.1.1信息处理技术信息处理技术是当今计算机科学发展的重点，目前计算机处理的信息可分为符号和数据，因而一切要由计算机处理的对象首先是符号化和数字化。信息科学正在形成和迅速发展，现在主要的研究课题集中在以下六个方面: (1)信息源理论和信息的获取。主要研究自然信息源和社会信息源,以及从信息源提取信息的方法和技术。 (2)信息的传输、存储、检索、转化和处理。 (3)信号的测量、分析、处理及显示。 (4)模式信息处理。研究对文字、声音，图像等信息的处理、分类和识别，研制机器图像和语音识别系统。 (5)知识信息处理。研究知识的表示、获取和应用，建立具有推理和自动解决问题能力的知识信息处理系统，即专家系统。 (6)决策和控制。在对信息的采集、分析、处理、识别和理解的基础上作出判断、决策或控制，从而建立各种控制系统、管理信息系统和决策支持系统。 1.1.2数据挖掘技术传统的数据库技术是单一的数据资源，即以数据库为中心，对事务处理、批处理到决策分析等各种类型的数据处理工作。近年来，随着计算机技术的发展,对数据库中数据操作提出了更高的要求，希望计算机能够更多的参与数据分析与决策的制定等领域。数据库处理可以大致划分为两大类:操作型处理和分析型处理(或信息型处理)。这种分离,划清了数据处理的分析型环境与操作型环境之间的界限,从而由原来的以单一数据库为中心的数据环境发展为一种体系化环境,因而产生了数据挖掘技术。在这方面目前主要解决的前沿问题有: (1)异构数据的接口机制；(2)数据仓库的体系结构问题；(3)数据仓库的数据优化问题；(4)

数学学科发展前沿完整版

数学学科发展前沿 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

数学学科发展前沿调研报告 145407 徐珺，是研究、、、以及等的一门学科，从某种角度看属于形式的一种。而在人类发展和生活中，数学发挥着不可替代的作用，也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。一、数学学科的意义数学在人类文明的进步和发展中一直发挥着重要的作用。过去，人们习惯把科学分为自然科学、社会科学两大类，数、理、化、天、地、生都归属于自然科学。但是，现在科学家更倾向于把自然科学界定为以研究物质的某一运动形态为特征的科学，如物理学、化学、生物学。数学是忽略了物质的具体运动形态和属性，纯粹从数量关系和空间形式的角度来研究现实世界的，具有超越具体科学和普遍适用的特征，具有公共基础的地位。数学的许多高深理论与方法正广泛深入地渗透到自然科学的各个领域中去。数学在当代科技、文化、社会、经济和国防等诸多领域中的特殊地位是不可忽视的。发展数学科学，是推进我国科学研究和技术发展，保障我国在各个重要领域中可持续发展的战略需要。由于数学的性质及其应用途径不断发生变化，新的数学领域不断涌现，数学的应用范围的不断扩充，加之计算机的发展和应用爆炸性的增长，都要求发展新的数学。数学是打开科学大门的钥匙,数学在科学理论成就中的重要性。早在古希腊的毕达哥拉斯学派就把数学看作万物之本源；享有“近代科学之父”尊称的伽利略认为，宇宙像一本用数学语言写成的大书，如不掌握数学的符号语言，就像在黑暗的迷宫里游荡，什么也认识不清。第一位诺贝尔物理奖获得者伦琴在问道科学家需要什么样的修养时，他的回答是：第一是数学，第二是数学，第三是数学。二、数学学科的要求

建筑学学科前沿动态

关于《建筑学学科前沿动态》课程安排的通知尊敬的各位教授：本学期的《建筑学学科前沿动态》课程将于2009年2月27日开课。与去年一样，今年的课程仍邀请本系各学科领域主要教授任课，以系列讲座的形式进行。本课程是学位必修课，要求所有博士生和硕士生参加，目的在于使学生了解当今建筑学领域内学术研究发展的基本状况和前沿动态，拓展学生的学术视野，帮助学生进行合理的学术研究课题的选择，为学位论文研究与写作做好铺垫。开课计划： 1 课程内容：建筑学领域内学术研究发展的基本状况及前沿动态 2 课时学分：36学时2学分 3 开课时间：春季学期，每周五5-6节课（13：30） 4 上课地点：文远楼215 5 考核方式：提交一份课程报告，选定建筑学研究的一个前沿性课题进行分析，并以此作为学位论文的模拟选题制定研究大纲（包括选题的前沿性特点、研究方法、拟解决的关键技术问题、研究框架以及预期的研究结论，两项内容控制在4000字以内，不能采用学校标准的开题报告格式）。 2009年6月19日，第17周上课时提交，简单装订。 6 考核评判：根据研究内容由各任课教师分别负责，系统一汇总，评判着重选题的前沿性。 7 课程协调：主管系主任（或指定专人） 8 课程安排：从第一周开始第1周） 2009年2月27日郑时龄：建筑评论第2周） 2009年3月6日郑时龄：建筑空间与城市空间第3周） 2009年3月13日常青：中国建筑历史与遗产保护第4周） 2009年3月20日支文军：当代中国建筑实践与理论第5周） 2009年3月27日莫天伟：建筑设计、保护与再利用第6周） 2009年4月3日李斌：环境行为学理论及研究动态第7周） 2009年4月10日钱锋：体育建筑发展动态第8周） 2009年4月17日王伯伟：大学校园发展第9周） 2009年4月24日黄一如/李振宇：住宅与社区发展第10周）2009年5月1日（放假）第11周）2009年5月8日卢永毅/王骏阳：历史建筑保护的观念与实践第12周）2009年5月15日吴长福：大型公共建筑设计第13周）2009年5月22日郝洛西：光与空间第14周）2009年5月29日颜宏亮：现代建造技术第15周）2009年6月5日顾景文：数字技术第16周）2009年6月12日宋德萱：节能建筑第17周）2009年6月19日蔡永洁：城市设计研究的双重视角第18周）2009年6月26日学生汇报研讨（主持蔡永洁）建筑系，2009年2月18日

自动化学科发展前沿研究

自动化前沿课程论文自动化学科发展前沿研究学院电气工程班级自动化122班姓名王涵学号1202100328

研究背景我国水利水电工程正在经历一个前所未有的大规模建设阶段, 随着一批大型和特大型水利水电工程的建设, 各类水利水电工程对自动化控制系统的需求将非常广泛, 为水利水电自动化与信息化技术的应用和发展开辟了广阔的空间, 水利水电自动化控制系统和技术将是今后研究和发展的主要方向。为促进未来我国自动化控制系统的相关研究与国际先进水平发展同步, 在系统总体设计与应用技术方面居国际先进水平, 满足我国水利水电建设可持续发展需要, 开展国际科学技术发展动态调研具有重要的现实意义。本文根据当前国际水利水电自动化学科的发展趋势, 结合本所的工作和研究方向, 对当前国际水利水电自动化控制系统与技术研究的热点和重点问题进行综述, 包括: 大型和特大型水电站计算机监控系统、梯级水电站远方集控中心自动化系统、蓄能电站控制系统、大型引水工程调度自动化系统等水利水电工程控制领域。学科发展动态和值得关注点 21世纪我国水电开发建设进入到了一个高速发展时期, 并向着大机组与全流域梯级滚动开发的方向发展, 我国水电站综合自动化系统也获得了前所未有的快速发展机遇,并随着三峡右岸、龙滩等一批单机容量为 70 万 kW 的特大型水电站相继建成投产发电, 以及三峡上游单机容量为 100 万 kW 梯级电站的建设, 巨型机组特大型电站综合自动化系统的研制开发也成为本学科的发展方向和当前的关注点。巨型机组特大型电站对计算机监控系统的要求与常规的系统相比, 主要应进一步考虑下列几个方面的问题: ( 1) 机组单机容量加大后, 机组及电站在电力系统中的地位和重要性进一步提高, 应进一步提高控制系统的可靠性, 避免由于控制设备的可靠性对发电可靠性以及电网安全的不利影响; ( 2) 机组单机容量提高后, 发电机的电压、电流进一步加大, 电磁干扰强度进一步提高, 控制系统电子设备的抗电磁干扰能力应更强; ( 3) 发电机、水轮机等重要设备的监测点会更多、更全面, 附属设备数量也会增加, 监控系统的海量数据实时采集与处理能力应更强; ( 4) 由于机组及电站的重要性, 控制系统的性能指标要求应进一步提高, 如数据采集周期、事故处理响应时间、控制响应时间等; ( 5) 自动化、智能化程度应进一步提高。由于常规电站计算机监控系统在满足巨型机组特大型电站的技术要求上存在一定差距, 近年来, 为满足巨型机组特大型电站在系统高可靠性, 特别是海量数据的实时采集与处理等方面越来越高的技术要求, 国内一些单位相继开展了功能更加强大、性能指标更高的面向巨型机组特大型电站的新一代计算机监控系统的探索和研究开发。特大型水电站综合自动化系统一般都具有系统庞大, 主辅设备多, 结构复杂的特点, 三峡左岸电站计算机监控系统采用技术引进消化与吸收, 右岸电站采用国内研发具有自主知识产权的监控系统, 有力推动了我国计算机监控系统总体技术水平的提高, 采用国产化计算机监控系统的三峡右岸、龙滩等一批单机

数学学科发展前沿专题

数学学科发展前沿调研报告一、数学学科及数学教育的地位和作用 1．数学学科的地位和作用数学在人类文明的进步和发展中一直发挥着重要的作用。过去，人们习惯把科学分为自然科学、社会科学两大类，数、理、化、天、地、生都归属于自然科学。但是，现在科学家更倾向于把自然科学界定为以研究物质的某一运动形态为特征的科学，如物理学、化学、生物学。数学是忽略了物质的具体运动形态和属性，纯粹从数量关系和空间形式的角度来研究现实世界的，具有超越具体科学和普遍适用的特征，具有公共基础的地位，与理、化、生等学科不属于同一层次，因此不是自然科学的一种。把科学分为自然科学、社会科学和数学科学三大类，这种观点更为学术界所认可。恩格斯曾说过：“数学在化学中的应用是线性方程组，而在生物学中的应用是零”。但是，在当今高科技时代，自然科学和社会科学的各领域的研究进入到更深的层次和更广的范畴，在这些研究中数学的运用往往是实质性的，数学与自然科学和社会科学的关系从来没有像今天这样密切。许多一度被认为没有应用价值的抽象的数学概念与理论，出人意料地找到了它们的原型和应用。恩格斯所描述的状况早已成为历史。我们略举若干侧面，表明数学的渗透和应用。数学的许多高深理论与方法正广泛深入地渗透到自然科学的各个领域中去。美国自然科学基金会最近指出：当代自然科学的研究正在日益呈现出数学化的趋势。无论是电子计算机的发明还是它的广泛使用都是以数学为基础的。在电子计算机的发明史上，里程碑式的人物图林和冯?诺依曼都是数学家，而在当今计算机的重大应用中也无不包含着数学。因而，美国国家研究委员会在一份报告中把数学与能源、材料等并列为必须优先发展的基础研究领域。信息技术已被广泛地应用于方方面面，高科技往往在本质上是一种数学技术。事实上，从医学上的CT技术到印刷排版的自动化，从飞行器的模拟设计到指纹的识别，从石油地震勘探的数据处理到信息安全技术等等，在形形色色的技术背后，数学都扮演着十分重要的角色，常常成为解决问题的关键。数学已经广泛地深入到社会科学的各个领域。例如，用数学模型研究宏观经济与微观经济，用数学手段进行社会和市场调查与预测，用数学理论进行风险分析和指导金融投资，在许多国家已被广泛采用，在我国也开始受到重视。在经济与金融的理论研究上，数学的地位更加特殊。在诺贝尔经济学奖的获得者当中，数学家或有研究数学的经历的经济学家占了一半以上。美国前几年职业排行榜的250种职业中，数学家（指各行业中从事数学建模、仿真等应用的数学家）名列第五位，前四位分别是网站经理、保险精算师、电脑系统分析师、软件工程师，他们也都需要有很强的数学背景。总之，数学在当代科技、文化、社会、经济和国防等诸多领域中的特殊地位是不可忽视的。发展数学科学，是推进我国科学研究和技术发展，保障我国在各个重要领域中可持续发展的战略需要。 2．数学教育的地位和作用数学是人类社会进步的产物，也是推动社会发展的动力之一。数学与人类文明、与人类文化有着密切的关系。数学在人类文明的进步和发展中，一直在文化层面上发挥着重要的作用。数学不仅是一种重要的“工具”或“方法”，也是一种思维模式，即“数学方式的理性思维”；数学不仅是一门科学，也是一种文化，即“数学文化”；数学不仅是一些知识，也是

学科前沿论文

学科前沿论文姓名刘清扬班级01811101 学号1120110217

学科前沿论文 —关于高超声速飞行器刘清扬高超声速飞行器的研究背景多少年来,飞向太空，飞得更高，飞得更快，一直是人类孜孜以求的梦想。然而人类真正的飞行史仅有百年。有清楚文字记载的人类首次飞行在1903年12月17日，美国莱特兄弟的飞机试飞成功，其飞行速度为56千米/时，飞行距离36.6米，飞行时间12秒。这个简单的飞行器开创了人类飞行的新纪元元。在二次大战期间，由于受到战争需求的强烈驱动，飞机的飞行速度迅速提高，当时战斗机的飞行速度已高达640千米/时，飞行高度9千米。从1947年10月14日美国由火箭推动的X-1飞行器实现了超声速飞行，飞行速度为1127千米/时（马赫数1.06）、飞行高度1.3千米，到20世纪六七十年代超声速战斗机飞行速度达2200千米/时（马赫数2.11）、飞行高度19千米，在不到20年的时间里，人们克服“声障”，实现了从亚声速到超声速飞行的跨越。马赫数5以上最早的高超声速飞行是由美国的X-15飞行器在七十年代实现的，其飞行速度为7297千米/时、飞行高度30.5千米。它是一种由火箭驱动的实验性飞行器，具有可在大气层内外飞行的能力。它先由波音公司的B-52轰炸机带到12千米高空投放，然后开始自主飞行。这种飞行器已具有一些超声速飞行器所没有的高超声速飞行器的特色，它不再以翼型理论作为主要设计基础而应用了升力体的新概念，采用了镍质合金的热防护结构以克服高超声速流动特有的气动热问题。在X-15的头部附近还增设有射流孔可用于飞行姿态控制，而传统飞行器的姿态控制都是由舵翼来实现的。更高的飞行速度是由航天飞机实现的。美国的航天飞机从360千米地球近地轨道再入大气层时，其飞行速度可高达马赫数25。如果以地面声速作度量，这个速度可换算为30600千米/时。尽管已经初步实现了高超声速飞行，但是真正的高超声速飞行时代尚在人们的期待之中。美国气体动力学家安德森在他最近的一本计算流体力学的教科书中写道：“21世纪早期，在世界的某一主要机场，一架漂亮的流线型飞机滑向跑道，加速起飞，迅速爬升，几分钟之后，就在大气层内达到了高超声速，很快地消失在人们的视线之外。这时它的超声速燃烧推进系统继续提供足够的推力，使其飞行速度高达8000千米/时，顺利地进入地球近地轨道。”他强调这不是科学幻想，未来的高超声速飞行器将在新世纪的早期成为现实。依据飞行器飞行速度的增长趋势，纵观航空航天百年发zhan史，这种对高超声速飞行器的推测是合理的。高超声速飞行器的应用背景是显而易见的：作为运输客机，它可以在两个小时之内由北京飞抵纽约，实现环球旅行的早出晚归；作为跨大气层的空天运输器，它可以帮助人们实现经济、高效的太空开发和利用。高超声速飞行器也是空天做战必须的武器,以其高超的特性实施突防,使敌方难以做出有效的反应,而急速精确地打击目标,同时发射平台还无需进入危险区域,大大提高自身的生存力,显然其做战效能是非常高的。高超声速飞机采用超音速燃烧式冲压发动机，它可以吸入空气中的氧气作为一种补充动力，这样不仅能为飞机提供强大的动力，而且极大地减轻了飞行的燃烧载荷，目前这项技术还应用于高超音速导弹的研制。高超声速技术不仅限于军方和高科技的研究开发，美、英、日等国也把它推向民用，空天飞