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1、第一单元 自动化第二部分 阅读A自动化的含义 “自动化”已经是，而且现在仍然是，一个被大量滥用的词。但是，人们对其确切的意义以及所包括的内容，正在逐渐地有了较为正确的了解。如果不是下一个定义的话，我也许可以尝试作些解释，把自动化说成是一个概念。运用这个概念，人们通过对机器装置的性能进行充分的测量、观察和控制，从而使其以最高的效率运转。这需要对这种装置的功能有一个详细而连贯性的了解，以便需要时便能运用最佳的矫正操作。自动化按其确切的意义，只有全面运用通信、计算和控制三个主要组成部分（“三C )才能完全实现。我认为，确保人们对合为一体的三个组成部分对我们的社会所蕴含着的某些意义有所认识和了解，是很
2、有必要的。首先，我们不妨考虑工业部门之一的炼钢工业。在炼钢工业中，自动化已经开始成型。到过钢厂的人都会知道从高炉开始的各种工艺流程的一些情况，成品条钢或板钢生产出来之后，再准备送往制造工艺车间或汽车厂，这些工艺流程是相互链接的。为了使工厂中各个车间充分发挥效率，可以使用计算机来控制每个车间。在此之前，计算机工作所需要的一切资料均输入机内。就高炉来说，需要给计算机提供装人高炉的原料的信息、高炉工作温度的信息和处理各种各样配料的最好方法等方面的资料。 钢厂的高炉操作是一项复杂而要求技术熟练的作业，需要大量的知识和大量的综合信息，并迅速地做出判定选择，以便确保高炉工艺流程中的下一阶段的有效工作。计算
3、机对所有这一切都了解得很透彻，能够做出非常大量的中间判定，并且能够把全部信息立刻和不间断地提供给管理人员，以使他们做出高效管理这个工厂所需要的最后决定。由此产生的信息数据和判定要进行处理，然后转送到下一个工序。在这里，对操作的一些专门细节再次进行整理，提出最佳和最终的判定，然后对这些信息再一次进行处理并输送给下一道工序。同时，当信息数据从生产单元的一道工序输送到下一工序并完全结合成为一项新的操作时，每次变化的结果反馈到最初阶段，而且，不断地做进一步的调整，结果是整个工厂的工艺流程便能够高效率地进行下去。信息数据和计算机据此所进行的运算，也总是往上面送到称为总管理计算机的机构中去（或许我应该说，
4、为了防止误解，总管理计算机就是对管理人员起辅助作用的计算机），帮助他们决定在例行工作中或组织机构中进行什么样的变化（如果有的话），以便更有效地管理各个部门，使之与总的经营政策协调一致。 管理人员有了计算机的辅助，如果认为运作实际上不是最佳的话，他们就能充分地集中精力做出政策判断和改变计算机的判定。如果没有自动化的话，管理人员就不得不花时间，根据非常有限的信息数据和大量的直观或经验做出一系列决定。现在有了计算机辅助，管理人员所处的地位完全不同了。在他得到信息数据，甚至于在需要信息数据以前，信息数据就已经被处理或整理完毕，已经采取了该计算机能够决定的一切行动，给予他的不是零零碎碎的资料，而是准确无
5、误的重要资料，以便有时他可能进行，一项、二项或者三项基本选择。他还不得不在这些选择中做出他的选择。但是，他了解这些选择是什么，而且他事先知道他选择的后果，因为计算机允许他来测试这些选择。在他做出最后的决定以前，他非常可能向计算机提出一个问题：“如果我决定做这个而不是那个，后果将是什么呢？”那么，他可能从计算机给他的答案中发现，他不得不把问题交付上级讨论，以便做出最终的决策。一个受欢迎的结果将可能是使委员会会议和大会讨论更加简洁和条理清晰，更加实事求是和有效率。而且在许多情况下，完全不需要开会。我想有人会反对说，自动化将在更大程度上使各级管理人员，与他们现在相比，成为呆在房间里的囚犯。可以这么说
6、，因为他们需要不时地照料计算机给他们提供的信息数据，他们是寸步难离的，虽然他们感到像囚犯。这个问题的答案对我来说似乎是简单的。如果他们受雇去做重大的和最后的决策的话，他们正好处在是做那件事情的岗位上才是合乎情理的。在这里，我想要做的一切事情，是消除一个主要的误解。我确信这种误解是广泛存在的，即自动化根本不能代替人对重要的问题做出决定。自动化要确保必须做出这些决策的人们有充足的事先整理好的信息数据进行工作。这不是一个计算机代替人的问题，而主要是用计算机扩大人的能力的问题，以便人们实际上能够变得更好、更能干。第二单元 汽车第二部分 阅读A巴黎车展展示城市汽车新潮流包括雪铁龙、宝马，丰田、雪佛兰、尼
7、桑、本田在内的汽车制造商们，正在为今年的巴黎汽车展做准备，展示他们的最新创造反映潮流的时髦城市汽车和低油耗的简洁版SUV。在这些著名品牌之中，尼桑将会推出一种新的产品城市汽车Pixo和一款电力驱动的概念车NuVu，预示了尼桑未来的重点会放在电力驱动车上。 Pixo 是一个五门，四座具有3气缸，1.0升发动机的车。凭借其轻巧，在NEDC(新欧洲循环驾驶 )试验中它产生的二氧化碳排放量低至103克/公里，燃料消耗量为4.6升 /100公里。1.0升的引擎是Pixo唯一的选择，配置了手动或自动变速器，将从2009年春末开始销售。尼桑表示，如果个人的流动性水平持续下降/维持不变的话，正在进行的城市化将
8、推进对城市中驾驶的各类汽车进行彻底的重新思考。该公司表示在今后五至七年内，约有55 的世界人口将居住在城市。尼桑已宣布计划2010年在日本和美国推出电动车，在2012年推向全球范围内的大众市场。不是Nuvu这款车，但它的某些技术是与这款计划中的车共享的。除了是一辆概念车， Nuvu也是2010年尼桑推出的电动车的大部分技术的一个完整的活动工作测试平台。用于Nuvu的电动机安装在车辆后面而且驱动后面车轮，不过目前没有公布确切的细节/准确的规格以及关于功率和扭矩的数字。NuVu电池使用新的复合锂离子电池，容量为140瓦时/千克。尼桑目前没有公布关于电池组的更多的细节。研发正在由汽车能源供应公司（
9、AESC ）开展，一家尼桑和NEC集团合资成立的公司。AESC目前为电动车提供的L3-10电池的电流能量密度是89瓦时/千克。一次完整的快速充电需要10至20分钟，而从家用220伏特插座充电需要3至4个小时。Nuvu设计紧凑，车厂仅为3米（9.8.英尺），采用2+1座椅布局。该车是在一个独立开发的平台上设计的，其轴距1.9米，车厢宽度为1.7米，高度为1.55米，设计出大而通风的车厢/座舱。全玻璃车顶配备了十几个小型太阳能电池板，有助于电池充电。 Nuvu的车厢/座舱内还利用了天然、有机及再生材料。驱动控制尽可能简单。所有的主要职能，如转向，制动，传动装置和油门，都是线控 ，飞行器风格的操纵杆
10、控制驾驶：转向只需从一个锁点到另一个锁点，对于在城市驾驶所需的敏捷性和机动性来说，这种驾驶方式很直观。Nuvu的转弯半径为3.7米。两个踏板，用于停车和前进。还有数字仪表盘来显示速度，行驶距离和电池容量。仪表盘上的两个屏幕显示车后的情况。没有后视镜干扰气流，但有两个小相机，就像全景摄像头，为行驶或停车时提供开阔视野。NuVu使用低能耗的LED头尾灯，而且其取暖和通风系统使进入汽车的空气得以过滤和清洁。第三单元 现代设计与制造第二部分 阅读A计算机辅助工程概述除非能以较低的价格，提供更好的质量及更短的交货时间提供新产品，否则任何企业都无法在当今的国际竞争中立足。因此，他们都试图用计算机的巨大存储
11、能力、快速处理速度及用户界面友好的交互图形能力，来自动完成并紧密联系其它繁重、独立的工程或生产任务，从而减少产品开发和生产的时间和成本。计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和计算机辅助工程（CAE）正是产品周期中为此目的而采用的技术。因此，为了了解CAD、CAM和CAE所扮演的角色，需要了解在产品设计和生产过程中必须完成的各项活动和功能。这些活动和功能被称之为产品周期。这里展示的是Zeid（1991）所描述的产品周期，稍加改动后，如图10-l所示。正如图10-1的实线框所示，产品周期由两个主要过程组成：设计过程和制造过程。设计过程始于由市场营销人员认定的用户需求，止于对产品的完整
12、描述，通常用图形来表现。制造过程则始于设计的规格说明，止于产品发运。设计过程所涉及的活动大体上分为两类：综合和分析。如图10-1所示，初始设计活动，如设计需求的认定，设计规格说明的规划，根据收集的相关设计信息进行可行性研究以及设计概念化等，都属综合子过程部分。用于实现该产品理念的主要财政承诺和产品功能都在产品周期的这一阶段确定。在综合子过程中产生和处理的大多数信息是定性的，因此在计算机系统中很难得到。一旦概念设计形成，分析子过程就开始对设计进行分析和优化。首先要导出一个分析模型，因为分析子过程适用于该模型而非设计本身。分析模型可从设计中去除不必要的细节，缩小尺寸和识别并使用对称性。例如：尺寸缩
13、小表示一张薄的材料由具有厚度属性的等效曲面来代表，或一个细长区域由具有截面特性的线段来表示。在几何和负荷上具有对称性的物体通常用模型的某一部分进行分析。 一旦设计完成，在经过优化或一些权衡决定之后，就开始了设计评价阶段。为此目的可进行原型制作。一种用于构建原型称之为原型速成的新技术现已非常普及。这种技术可通过从底到顶层层地构建原型，因此它可以根据设计直接构建原型，因为它只需要产品的截面数据即可。如果在原型上的设计评价表明这种设计不尽人意，那么，就以新的设计重复进行上述过程。当设计评价结果令人满意时，就准备设计文档。设计文档包括图纸、报告和材料清单的准备。按常规，应将设计图纸制成蓝图交送制造部门
14、。如图10-1所示，制造过程根据设计过程的图纸始于工艺计划，止于实际的产品。工艺计划的结果就是生产计划、材料订单和机器编程。其他诸如设计钻模和夹具这样的特殊要求都在这一阶段进行处理。一旦工艺计划结束，便开始生产实际产品并根据质量要求进行检查。对通过质量检查的零件进行组装、功能测试、包装、贴标签并发运给客户。第四单元 数控第二部分 阅读A 数控机床的基础数控就是通过预制的程序来控制机床（加工）。电子工业协会对数控设备的定义为，系统的运行是由在某些点直接插入的数据所控制的够自动解译部分数据的系统。/电子工业协会对数控的定义为：“能够至少自动解译部分数据并能在设备运行的某些时间点直接插入数据进行控制
15、的系统。在典型的数控系统中，制造零件所需的数值数据，即零件程序，被保存在穿孔带上。零件程序安排在信息模块中，每个模块包括为生产工件的一个部分的数据数值。每一次当工件的切割完成之后，穿孔带都会向前移动一个模块。该模块编码形式包括所有为制造该工件某一部分的信息，该部分的长度，切割的速度供给等。来自工程制图的三维信息（长，宽，和圆的半径）和轮廓形式（直线的，圆形的或其它形式的）在运动轴上（如X和Y轴上）分别给出坐标值。和传统的机床相比，数控系统取代了操作员的手工操作。在传统的机床中，一个零件的加工是操作员使用手轮沿着工件用切割工具来完成的。外形切削是操作能手用眼睛来判断的。而数控机床不需要熟练的机械
16、师亲自操控， 他们只须监控机器的运行，操作读带机，和替换工件。这样所有原先由操作员完成的操作，现今只都包含在部件加工程序中。但由于操作员是在精密昂贵的系统中工作，因此，健全的智力，清晰的思维和良好的判断力是好的数控操作员的必备素质。 为数控机床准备部件加工程序需要工件程序设计员。而工件程序设计员必须具备机械工程方面的知识和经验。工具、切削液、夹具设计技术、使用加工数据/切削数据的使用和工艺学等方面的知识掌握都是很重要的。 工件程序设计员必须熟悉数控机床的功能和加工工艺，然后才能决定最佳的操作顺序。他们手写工件程序或使用计算机辅助语言，如APT（自动程序设计工具）。零件的尺寸在部件加工程序中用整数来表达。每个单元对应运动轴的位置分辨被称为基本长度单位（BLU）。BLU也称增量尺寸。 在实践中这也大约与数
