CAx集成研究与应用模式3
苏守宝1,范王康2,郁书好1,尹夕兵2,郑大腾3
(1皖西学院计算机科学与技术系,六安237012;2六安江淮汽车齿轮制造有限公司
齿轮研究所,六安237007;3合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230032)
摘要:分析CAD/CAM/CAE/CAPP的集成与应用模式,包括以CAD为基础的基于特征技术的计算机辅助各环节(C Ax)集成、基于P DM的C Ax系统集成、基于CORBA组件技术的ERP/CAx集成、基于本体和产品生命周期管理(P LM)的P DM/CAx集成,以及基于并行工程的集成与集成优化,指出随着工程图形处理、产品建模、数据交换、特征识别和敏捷制造等关键技术的发展,未来的C Ax系统应用向着网络化、虚拟化和智能化的无缝集成方向发展。
关键词:集成;计算机辅助制造;计算机辅助工艺规划;产品数据管理;本体
中图分类号:TP39117 文献标识码:A 文章编号:1671—3133(2009)04—0137—06
Research on i n tegra ti on of CAx and appli ed pa ttern s
S U Shou2bao1,F AN W ang2kang2,Y U Shu2hao1,YIN Xi2bing2,ZHENG Da2teng3 (1Depart m ent of Computer Science&Technol ogy,W est Anhui University,Luπan237012, Anhui,CHN;2I nstitute of Gear,Luπan J ianghuai Aut omotive GearManufacture
Co.L td.,Luπan237007,Anhui,CHN;3School of Mechanical and Aut omotive
Engineering,Hefei University of Technol ogy,Hefei230032,CHN)
Abstract:Analysized the integrati on for C AD/C AM/CAE/C APP and s ome app lied patterns,including CAD and features2based integrating f or CAx,integrati on of CAx based on P DM,integrati on of ERP/CAx based on component CORBA,integrati on of P DM/ CAx based on ont ol ogy and P LM,as well as integrati on and its op ti m izati on based on current engineering.It was shown that with the devel opment of engineering graphic p r ocessing,p r oduct modeling,data exchanging,feature identifying,agile manufacturing, and other key techniques,the future C Ax in C I M S would be net w orked,virtualized,intellect sea m less integrated app licati on sys2 te m s.
Key words:integrati on;CAM;CAPP;P DM;ont ol ogy
自从1965年N iebel首次提出计算机辅助工艺设计(CAPP)系统的思想,至今CAPP已经历了检索式、派生式、创成式、混合式、专家系统和工具系统等不同的发展阶段,并涌现出一大批CAPP原型系统和商品化CAPP软件。随着企业信息化进程的不断深入,产品数据管理(P DM)系统、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)等现代设计制造技术的应用日益广泛。20世纪90年代初,出现了专用的CAD系统,初步实现CAD信息的集成,随着并行工程(CE)、敏捷制造(AM)和虚拟制造(VM)等先进制造理念的发展和应用,以及STEP标准的提出、分布式计算技术的进步和CORBA、Java R M I 技术标准的更加成熟,基于P DM的计算机辅助集成技术的研究和应用获得了迅速发展,20世纪90年代末至今,计算机集成制造系统(C I M S)在信息集成和过程集成的基础上,开始强调企业应用集成(EA I)和企业知识集成(EKI)[123]。
1 CAx的集成应用模式
CAx系统集成应用的关键是CAD与CAPP的互联,在C I M S中,CAPP是连接设计与制造的重要桥梁和纽带,同时也是制造业企业信息化工程中的关键数
731
3国家973计划重点项目(2004CB318108);安徽高校省级自然科学研究(产学研)重点项目(KJ2007A087);安徽省科技攻关计划重点项目(7130306025);安徽高校省级优秀青年人才基金项目(2009S QRZ191)
据源头,要求CAPP能灵活集成异构信息源[11]。CAx 集成的主要目标是实现工艺系统内部(工艺路线编制,工艺规程设计,材料、工时定额计算,工装设计)的集成,简化工艺准备与工艺文件的管理,为制造资源计划/企业资源计划(MRP II/ERP)提供计算机内部优化,规范工艺设计信息,促进CAPP/MRP II/ERP的集成,为MRP II/ERP实现优化生产管理打下基础,实现CAD/CAPP/数控编程系统(NCP)的集成,为实现以P DM为基础的企业信息集成提供工艺数据。
CAx的集成应用可以由各单元技术系统的单项应用逐步发展到局部集成,进而全部集成应用的水平。CAx集成应用有三个层次:第一层次是面向产品信息的CAPP集成,目标首先是实现工艺部门内部的信息共享及工艺设计与管理的一体化,工艺数据必须做到一次输入,互相关联,全程共享,并具有统一的数据结构。第二层次是CAPP与CAD的集成,CAPP必须能读取CAD产生的产品结构信息与图形信息,避免重复输入,这要求CAD系统应能自动生成设计BOM,为CAPP系统提供完整、一致、正确的BOM信息和图纸数据。第三层次是逐步实现与MRP II/ERP等管理信息系统的集成,为这些系统提供产品结构树、产品零/部件工艺路线表、工时定额表、材料定额表、工装汇总表和工艺明细表等工艺信息。
111 以CAD为基础的基于特征技术的CAx集成三维CAD模型包含CAE系统所需的属性,能进行CAE工作的前处理和后处理,将信息方便地与CAE 系统进行交换,实现CAD与CAE的集成,提高产品的设计水平和设计质量。CAD能为CAPP和CAM系统提供设计的基础信息,通过特征技术等实现CAD与下游CAPP、CAM等应用系统的信息集成。CAD/CAM 系统集成,要求整个产品设计过程中的各个阶段、每一设计步骤都能有效地使用CAD技术,要求设计信息能自动转化为CAM系统的信息,逐步形成一个以CAD/CAM共享工程数据库的C I M S,实现对产品的设计、控制和制造过程的自动化。
特征识别是将几何模型的某一部分与预定义的特征型相比较,识别出相匹配的特征例,从而实现直接从几何模型数据库中获得所需要的输入信息。特征识别包括形位公差和粗糙度的符号特征识别[5,6]。形状特征识别的实现包括:搜寻特征库,匹配拓扑/几何模式;从数据库中提取已识别的特征;确定特征参数(如孔径、槽深等);完成特征的几何模型;将简单的特征进行组合,以获得高级特征。实现的关键技术主要有:匹配、构形元素(点、线、面等)生长、体积分解和从构造实体几何表示法(CSG树)中识别特征等。采用特征识别技术从CAD中获取CAPP所需信息,基于模式识辨理论的特征技术是实现CAx系统集成的有效方法,它是从产品的实体模型出发,自动识辨出具有一定工程意义的加工特征,进而生成产品的特征模型和制造信息。
文献[7]等应用CAD/CAPP/CAM集成进行平滑回转体设计、制造工艺设计,用CSG模型构建立体几何模型,同样的零件数据用于全部CAD、CAM、CAPP 模块中。基本原始特征如柱特征,用于建立零件主要形状;制造特征,如凹槽、螺纹是附在相应原始特征上,以修改局部形状和添加高级制造信息,提出转换金属框架实体到CSG原形的特征识别算法;采用成组技术(GT)编码系统和过程权重方法,以识别零件和产生相应工艺设计,并通过实例和切割实验,以证实和检验所提出的CAx集成系统。邵晓东等提出并实现了一种基于特征的异构CAD模型转换方法[13],以特征操作为核心,从特征层和几何层访问CAD模型信息并实现其转换,不仅使转换后的模型在几何形状上与原模型相同,且保证转换前后模型的特征树、尺寸及约束等信息的一致性,转换后的模型可以在目标系统下进行基于特征的修改和编辑。文献[9]提出基于特征技术CAx集成系统,由CAD子系统、面向制造的设计(DF M)评价系统、CAPP子系统和CAM子系统组成,CAD子系统采用特征识别技术通过STEP接口集成于系统中(如图1所示)。文献[10]等引入智能计算机集成系统进行可靠的设计特征识别,以便实现自动工艺设计,描述了一种基于规则的计算机集成制造系统(C I M S)以识别STEP格式的构件特征,将STEP 设计文件用作产生详细制造工艺的信息源,
使得多制
图1 基于特征技术的C AD/CAPP/CAM集成体系结构
831
造用途的各种相异格式的CAD系统的产品设计,能够互联并自动解析,提出一种基于规则推理的方法为金属切割创建最优工艺设计。事实上,当前CAD系统都是基于几何造型特征的,而不是工程实践中的设计特征或制造特征。因此,产品模型数据不足、应用系统间的不兼容性一直是系统集成的主要障碍,特别是设计与工艺规划的集成,这一问题更加明显。Zhou X H 等提出在一个商用CAD系统平台上,对CAD/CAPP 进行双向集成的实用方案[4],讨论了关于设计特征和制造特征的关键技术,如特征识别与转换、特征参数与约束提取、特征树重建、工艺规划、自动工艺编制、3D素材选用和CAD模型生成等,提取的特征及其相关技术信息和知识,被封装在面向几何的CAD模型中,形成集成的产品信息模型,以便与下游活动有效集成。
112 基于CORBA、COM/COM+、Java R M I组件技术的ERP/CAx集成
CORBA是分布式对象管理参考模型核心系统的功能描述和规范,用于建立应用系统的通用集成框架,在分布异构的环境上实现基于对象软件的可复用、可移植和互操作性,具有分布进程管理和通信管理功能,提供对成员系统的封装和成员系统之间的隔离,构造的软件系统具有构件独立、网络透明、异构互联、系统规模可调、数据和操作界面统一等特点。COM/COM+、Java RM I组件常用于开发P DM和ERP 数据交换中,为P DM和ERP系统集成提供技术支撑[8,14,15]。通过CORBA规范可实现P DM服务封装机制,既向用户提供符合标准的访问机制以便二次开发和系统集成,又为实现最终的“P DM使能部件”标准奠定基础。将BOM表及其中的字段作为组件的COM/ COM+类对象,给出访问这些对象的具体实现方法,并在接口中描述访问该对象的方法和属性,最后按照DLL或EXE的形式,将其编译生成C O M/C O M+服务器组件。C AD/CA M、ERP和P D M三者之间信息的传递是围绕BO M及产品结构,构成了企业内部信息集成的主线,从而实现整个产品生命周期数据的数字化。
113 基于P DM的CAx系统集成
产品数据管理(P DM)是以产品为管理核心,对工程数据、文档、产品信息、技术数据、技术信息、图像管理及其他产品定义信息进行有效组织,实现产品设计阶段内所有相关的数据、过程和资源的一体化集成管理,为企业内应用系统的集成和数据传递提供支撑环境,从根本上解决CAx各单元技术之间的数据交流[16]。P DM能正确获取和操纵异构分布数据,实现应用封装与集成,提供完善的应用开发方法和工具;有效地控制信息和流程,拥有统一的用户界面,采用标准的工作流和过程管理;能够管理产品全生命周期配置;支持丰富的协同产品开发工具。通过P DM系统将各种CAx信息化孤岛集成起来,利用计算机系统,控制产品的整个开发设计过程,通过逐步虚拟的产品模型,最终形成完整的产品描述、生产过程描述以及生产过程控制数据。P DM与CAx系统的集成关系从低到高可分为三个层次:封装、接口和集成。封装主要解决在P DM内部激活CAx系统,属于功能上的集成;接口主要通过中间接口实现两个系统之间的信息共享,但仍然存在信息一致性的问题;而集成则是解决两个系统间信息的共享和一致性,甚至达到信息互动。P DM作为CAx系统的工程信息管理框架,可以通过各种BOM实现CAx间的信息传递与系统集成, CAx/P DM/ERP集成后的数据流程如图2所示[17219]。刘艳斌等提出一种面向服务架构(S OA)的CAx/P DM 系统集成的方法[25],将S OA模式应用W eb service技术,对P DM的二次开发接口进行面向服务的封装,将P DM功能封装为服务,CAx系统通过调用P DM服务实现异构系统之间的通讯、数据共享,最终实现异构系统的集成。与商用CAD相应的P DM系统,如P M 与Catia、Metap hase与I2Deas、I m an与UGⅡ和Pr od Pd m与Pr o/E等有着广泛的应用,可以实现与CAD的无缝集成,并可逐步发展为基于W eb三层结构的CAx 集成系统
。
图2 C AD、P DM、CAPP、ERP集成后的数据流程
114 基于Ont ol ogy/P LM的P DM/CAx集成
要真正实现协同设计与加工、交换设计和过程信息表示,必须有支持多级抽象、更形式化的方法来表示特征,如可共享的和可复用的本体(ont ol ogy)模型。所谓本体是由一系列词汇组成,它是有意义的语义规范,本体通过共享语义的词汇支持互操作性,而不是为若干单元应用系统开发两两之间的转换器。通过
931
对通用概念的共享性理解,跨越多个项目、任务和环境,本体支持重用能力。首先要对两个研究领域即详细设计和工艺规划进行分析,用形式化的定义能够获取重用设计的语义,然后创建本体;实现映射规则的定义。在P DM 领域中,将各种系统可提供的互操作集合构建为功能共享本体,互操作所涉及的数据结构被构建成数据共享本体。在功能共享本体描述中同时建立功能共享本体与功能局部本体的映射关系,利用可扩展样式表语言转换(XS LT ),构建领域内部P DM 系统之间数据共享本体与数据局部本体之间的转换映射,图3所示为基于本体的CAPP 知识集成框架[21224],当某一CAD 调用特定P DM 平台时,首先通过网络访问到P DM 领域的功能共享本体,通过共享本体与功能局部本体的映射,得到特定P DM 平台的局部本体,利用局部本体的服务描述协议(W S DL )描述,实现网络环境下互操作功能的调用。P DM 平台的互操作功能所涉及到的数据结构利用XS LT 模板与转换引擎,实现数据共享本体与数据局部本体的转换
。
图3 基于本体的C APP 知识集成框架
产品生命周期管理(P L M )是实现无缝集成产品
生命周期的各阶段产生的信息,包括对组织中的任何管理和技术层面上的每个人,以及主要供应商和客户,P LM 系统保存的产品数据应具有连贯性和可追溯性。文献[24]描述了一种基于Ont ol ogy 的产品信息模型框架,它是基于N I ST (Nati onal I nstitute of Stand 2ards and Technol ogy )核心产品模型(CP M )及其扩展、开放集合模型(OAM )、设计分析集成模型(DA I M )和产品家族进化模型(PFE M )的。CP M 表示产品功能、形式和行为,及其物理的、功能分解和概念间的关系。OAM 定义系统集合关系。DA I M 定义产品主模型和一系列功能模型一对一领域详细产品全貌,两个转换称为主模型和每个功能模型之间的理想化映射。PFE M 扩展了产品家族的表示及其构成,实现了从家族演变原则到设计依据的获得,其基本思想是任何数据成分能被P LM 系统直接访问,提供对产品描述和设
计原则的良好粒度的访问。相比较依靠各种企业在产品生命周期活动上的合作,如协调、通信和控制,有效共享产品信息和知识的能力更重要。因此,如何集成这些分布式合作的各个企业的异构产品知识,已经成为最重要的知识管理主题。文献[25]等设计了一种合作产品生命周期知识的集成和共享工艺,研究了基于本体的P LM 知识集成相关技术,包括建立产品生命周期本体,设计局部本体模式,设计一种基于本体的产品生命周期知识的集成算法,及基于本体的产品生命周期知识的搜索方法,提出一种基于本体的P L M 知识集成和共享机制,以有效集成分布的不同企业产品生命周期的异构产品知识,从而促进这些产品知识的共享。
为避免产品设计者在多个CAx 单元系统之间反复切换,文献[26]等提出三维CAD 系统与异构CAx 单元系统之间“功能互操作”的概念。针对不同学科领域和领域内不同平台产品的功能所存在的差异性,设计了共享本体与局部本体的分层体系结构。通过构建局部本体,封装领域内部各种系统平台的可调用功能,利用共享本体,描述特定领域向其他领域开放的互操作功能集合。以三维计算机辅助设计系统与产品数据管理之间的功能互操作为例,利用W eb 服务封装不同领域的互操作功能,使用可扩展样式表语言转换技术,实现不同产品数据管理系统装配结构树之间的局部本体转换,这种方法可以推广到其他CAx 单元系统之间局部集成,实现功能互操作。115 基于并行工程的CAx 集成与集成优化
在并行工程思想的指导下,CAPP 将由原来面向单一制造环境、单个零件的工艺规程设计转向为企业之间动态联盟中多制造环境、整个产品进行全局的工艺数据管理,这就要求CAPP 能够在逻辑上将异地分布式数据动态地集成起来,使这些单元技术之间进行信息传递和转换,同时使CAx 中各应用软件所产生的数据和文档进行有效的管理、各单元技术间的信息共
享及用户间的协同工作。孙家广等[27]
在现代设计大型应用软件的共性基础、产品协同设计基础理论和方法研究上取得了较大进展,在协同设计领域,通过对基于群体交互的多维协同设计机制、面向认知和基于领域知识的协同交互设计方法的研究,为实现群体交互的约束求解理论提供了坚实的基础,并为产品协同设计系统的构建提供技术验证。系统集成优化是C I M S 的核心,通过信息集成、过程优化及资源优化,来
实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行。在设
41
计初期,采用CAx面向产品生命周期各环节的设计(DFx)工具、可制造性(DF M)、可装配性(DF A)等技术,进行过程建模及重组,将多学科团队并行作业的产品设计中的各个串行过程转变为并行过程,进而支持虚拟制造、敏捷工程的使能技术系统,实现基于W eb的企业间动态联盟的敏捷制造,以及企业间资源优化(ERP/SC M/E2B)集成。基于W eb的DF M、DF A 和面向质量设计(DF Q),在设计阶段就将工艺思想、质量意识贯穿始终,即在设计阶段,工艺部门就可以读取相应的工艺信息,进行设计与工艺一体化分析,提供设计的工艺视角评判,设计和工艺均面向制造现场,跟踪相应设计流程,分层次制订工艺规程,使得工艺制订能根据设计过程的进展,逐渐细化总体工艺设计阶段制订的工艺方案,直至形成具体可行的工艺规程,做到生命周期内信息的即时转移,真正实现并行的具体工艺、设计集成化,进而优化。
2 CAx集成研究与发展方向
在C I M S环境中既有结构化、非结构化数据,又有异构数据源、异地分布的数据,以及存在于各个单元系统中的独立数据源,CAx的集成是覆盖产品设计、工艺规划设计、数控编程与加工等整个工程设计的自动化系统,系统集成的关键技术是各孤岛系统之间的数据信息交换技术、异构数据库的互操作技术、本体技术和产品信息建模技术,主要解决企业中各个自动化孤岛之间的信息交换与共享,其主要内容有企业建模、系统设计方法、软件工具和技术规范;异构环境和子系统的信息集成,主要有基于DFx技术、软构件技术和W eb技术的集成框架,它们已成为系统信息集成的重要支撑工具[28]。CAx集成经历了基于自动化思想、基于计算机化思想、基于结构化数据系统到面向产品的工具化思想和基于知识的智能化的发展阶段,进一步的研究与发展方向如下。
1)从局部集成向全面集成应用发展:从当前企业内部的信息集成和功能集成,发展到基于并行工程的过程集成,进而实现C M I S下的CAx/P DM/ERP全面集成应用。从基于局域网发展到基于W eb的网络制造、支持全球制造策略,以实现基于柔性可重组技术的企业间动态联盟的敏捷制造。
2)研究基于特征的产品建模技术,以支持集成制造环境对产品信息的综合处理而要求的,对产品生命周期内所有信息的集成,从产品的计算机辅助设计,发展到产品生命周期中各类活动、设备及实体的计算机化。计算机化使虚拟化技术迅速发展,主要包括虚拟现实(VR)应用、虚拟产品开发(VP D)和虚拟制造。
3)研究成组技术(GT)、模糊逻辑等,实现基于实例(case2based)的相似工艺自动检索;引入新的仿生控制技术,建立基于本体的工艺数据仓库,开发面向复杂对象的工程数据库,应用各种人工智能决策技术,以实现具有自适应、分布式特点的基于知识的新型智能制造系统。
4)研究基于STEP和功能块(functi on bl ocks)的可互操作性智能CNC、“即插即用”CNC;研究基于STEP2 NC的加工特征识别及特定数控设备STEP2NC文件的生成[17],开发基于W eb的STEP2NC的协同设计及制造系统。
5)开发能够将不同特征识别系统与不同CAx系统连接起来的通用G U I接口,开发基于自学习的、能够自动识别与抽取形状特征及其相关属性的特征识别系统,实现各CAx系统之间快速无缝集成。
3 结语
推动我国企业信息化发展,必须以制造业信息化为切入点和突破口,CAx全面集成应用势在必行。目前以CAD为基础的基于特征技术的CAx集成、基于P DM的CAx系统集成、基于CORBA组件技术的ERP/CAx集成、基于本体和P LM的P DM/CAx集成,以及基于并行工程的集成与集成优化取得了一些成功经验。随着计算机图形处理技术、图形输入和工程图样识别、产品造型技术、参数化设计方法、工程数据管理技术、数据交换等技术以及CAx/P DM/ERP系统的发展,未来的CAx系统应向着高度集成化、网络化、虚拟化和智能化的方向发展,新一代CAx集成应该是建立一种新的设计、生产、分析以及技术管理的一体化系统,而不再是将孤立的CAx各单元系统进行简单的连接。
参考文献:
[1] 杨亚楠,史明华,肖新华.CAPP的研究现状及其发
展趋势[J].机械设计与制造,2008(7):223-225.
[2] 王晓琴,王明,蔡冬梅.制造资源状况发展与C APP
功能的演化[J].制造业自动化,2008,30(8):1-4.
[3] Bojan B,Nenad N,Z oran M.A review of aut omated fea2
ture recogniti on with rule2based pattern recogniti on
[J].Computers in I ndustry,2008(59):321-337.
[4] Zhou X H,Q iu Y E,Hua G G,et al.A feasible ap2
p r oach t o the integrati on of C AD and C APP[J].Com2
puter A ided Design,2007(39):324-338.
[5] Ku marM,Raj otia S.I ntegrati on of scheduling with com2
141
puter aided p r ocess p lanning[J].Journal of M aterials
Pr ocessing Technol ogy,2003(138):297-300.
[6] Xu X W,He Q.Striving for a t otal integrati on of C AD,
CAPP,CAM and C NC[J].Robotics and Computer2I n2
tegrated M anufacturing[J].2004(20):101-109. [7] 秦晓军,李言,等.基于STEP的CAD/C APP零件信
息集成[J].计算机集成制造系统,2004(29).
[8] 潘国新,王斌修.现代制造业C Ax/P DM/ERP系统集
成研究[J].机械,2007,34(11).
[9] ZhangW Y,Tor S B,B ritt on G A.I ndexing and retriev2
al in case2based p r ocess p lanning f or multi2stage non2
axisy mmetric deep dra wing[J].I nt J Adv.Manuf.
Technol.,2006,28(1-2):12-22.
[10] 万能,莫蓉,陈泽峰,等.C AD系统与异构数字化系
统互操作技术研究[J].计算机集成制造系统,
2008,14(6):1085-1089.
[11] Christel D,Parisa G,M ichael G,et al.CAD/C APP in2
tegrati on using feature ont ol ogy[J].Concurrent Engi2
neering,2007,15(2):237-249.
[12] 刘康,王玉明,杨彬.本体论在机械产品功能建模中
的应用[J].中国工程机械学报,2007,5(4). [13] 邵晓东,陈锋,刘焕玲,等.基于特征的异构C AD模
型转换技术研究[J].中国机械工程,2007,18(1).
[14] Sudarsan R,Fenves S J,Srira m R D,et al.A p r oduct
inf or mati on modeling fra me work for p r oduct lifecycle
manage ment[J].Computer2A ided Design,2005(37).
[15] L in H K,Harding J A.A manufacturing syste m engi2
neering ont ol ogy model on the se mantic W eb for inter2
enter p rise collaborati on[J].Computers in I ndustry,
2007(58):428-437.
[16] Sebastian C B randt,Jan Morbach,M ichalisM iatidis,et
al.An ont ol ogy2based app r oach t o knowledge manage2
ment in design p r ocesses[J].Computers and Che m ical
Engineering,2008(32):320-342.
[17] 朱晓明,王晓红.STEP2NC在数控行业兴起原因分
析[J].现代制造工程,2008(10).
[18] Chen Y J,Chen Y M,Chu H C.Devel opment of a
mechanis m for ont ol ogy2based p r oduct lifecycle knowl2
edge integrati on.Expert Syste m s with App licati ons
(2008).
[19] 林兰芬,高鹏,蔡铭,等.集成环境下产品建模技术
的研究[J].浙江大学学报:工学版,2005,39(8). [20] You Chun2Fong,L in Chien2Hao.Java2based computer2
aided p r ocess p lanning[J].I nt J Adv.Manuf.Techn2
ol.,2005,26(9-10):1063-1070.
[21] 周能发,蔡力钢,朱海平,等.基于C ORBA和X ML
的P DM/CAPP集成[J].华中科技大学学报:自然
科学版,2004(11):30-32.
[22] David E Culler,W illia m Burd.A fra me work f or exten2
ding computer aided p r ocess p lanning t o include busi2
ness activities and computer aided design and manu2
facturing(CAD/C AM)Data retrieval[J].Robotics and
Computer I ntegrated Manufacturing,2007(23). [23] 马安,刘建刚,杨雨图,等.基于本体的CAPP知识
集成及检索研究[J].机械科学与技术,2008,27
(5):614-619.
[24] 盛步云,王天虎,罗丹,等.基于三维平台的C APP
软构件库的研究与实践[J].机械设计与制造,2007
(4):20-22.
[25] 刘艳斌,童晓薇.面向服务架构的CAx/P DM系统
集成的研究[J].组合机床与自动化加工技术,2008
(5):100-104.
[26] 张凌云,黄刚,左革成,等.支持网络化制造的车间
MES与C APP集成研究[J].机械科学与技术,
2006,25(10):1241-1245.
[27] 孙家广.现代设计大型应用软件的共性基础[C].
中国计算机科学技术发展报告,2008.
[28] Grabowik C,Kalinowski K,Monica Z.I ntegrati on of
the CAD/C APP/PPC syste m s[J].Journal ofM aterials
Pr ocessing Technol ogy,2005(164/165).
作者简介:苏守宝,博士研究生,副教授,主要研究企业应用集成与软件工程、群智能与控制优化等。
E2mail:{s ooshoubo,cstry}@https://www.doczj.com/doc/f316203141.html,
收稿日期:2008211223
(上接第110页)
已初步应用于国产高速烟机的烟支检测,其亦可用于粮食、药品等需要快速、连续和精确检测的领域。
参考文献:
[1] 姚德淼,毛均杰.微波技术基础[M].北京:电子工业
出版社,1989.
[2] 陈孟尧.电磁场与微波技术[M].北京:高等教育出
版社,1989.
[3] 何开元.精密合金材料学[M].北京:冶金工业出版
社,1991.
作者简介:张杰,高级工程师,主要从事电子测量仪器的结构设计工作。
E2mail:ji m ch@https://www.doczj.com/doc/f316203141.html,
收稿日期:2008210214
241
2019年上半年软件设计师上午试题及答案 1.计算机执行指令的过程中，需要由（）产生每条指令的操作信号并将信号送往相应的部件进行处理，以完成指定的操作。 A.CPU的控制器 B.CPU的运算器 C.DMA控制器 D.Cache控制器 2.DMA控制方式是在（）之间直接建立数据通路进行数据的交换处理。 A.CPU与主存 B.CPU与外设 C.主存与外设 D.外设与外设 3.CPU访问存储器时，被访问数据一般聚集在一个较小的连续存储区域中。若一个存储单元已被访问，则其邻近的存储单元有可能还要被访问，该特性被称为（） A.数据局部性 B.指令局部性 C.空间局部性 D.时间局部性 4.某系统由3个部件构成，每个部件的千小时可靠度都为R，该系统的千小时可靠度为（1-（1-R）2）R,则该系统的构成方式是（）。 A.3个部件串联
B.3个部件并联 C.前两个部件并联后与第三个部件串联 D.第一个部件与后两个部件并联构成的子系统串联 5.在（）校验方法中,采用模2运算来构造校验位。 A.水平奇偶 B.垂直奇偶 C.海明码 D.循环冗余 6.以下关于RISC （精简指令系统计算机）技术的叙述中，错误的是（）。 A.指令长度固定、指令种类尽量少 B.指令功能强大、寻址方式复杂多样 C.增加寄存器数目以减少访存次数 D.用硬布线电路实现指令解码，快速完成指令译码 7.（）防火墙是内部网和外部网的隔离点,它可对应用层的通信数据流进行监控和过滤。 A.包过滤 B.应用级网关 C.数据库 D.WEB 8.下述协议中与安全电子邮箱服务无关的是（）。 A.SSL
B.HTTPS C.MIME D.PGP 9-10.用户A和B要进行安全通信，通信过程需确认双方身份和消息不可否认。A 和B通信时可使用（）来对用户的身份进行认证;使用（）确保消息不可否认。 A.数字证书 B.消息加密 C.用户私钥 D.数字签名 A.数字证书 B.消息加密 C.用户私钥 D.数字签名 11.震网（Stuxnet）病毒是一种破坏工业基础设施的恶意代码，利用系统漏洞攻击工业控制系统，是一种危害性极大的（）。 A.引导区病毒 B.宏病毒 C.木马病毒 D.蠕虫病毒 12.刘某完全利用任职单位的实验材料、实验室和不对外公开的技术资料完成了一项发明。以下关于该发明的权利归属的叙述中，正确的是（）。
附件3： 气象关键技术集成与应用项目 申报书 申报项目名称： 类别：（重点项目/面上项目） 项目起止年月： 项目申报单位： 申报人： 申报组织单位： 负责人： 申报书编制时间： 中国气象局气象关键技术集成与应用项目 管理办公室印制
填写说明 1. 本申报书是组织申报“气象关键技术集成与应用项目”的主要文本。包括《项目基本信息表》、《项目主要参加人员表》、《项目可行性研究报告》、《项目经费预算书》、《项目组织单位意见》等五个部分，每部分中的各项内容须认真填写，各栏目不能空缺，无填写内容或不能填写时填“/ ”。 2. 项目名称——要简洁、明确，不超过20个汉字。 3. 项目类别——选择其中之一填写。 4. 项目申报单位——项目申报人所在单位（局或处级），如有两个以上联合申报单位，只填写第一申报单位。 5. 项目申报人——项目确定后的项目负责人，年龄要求在58岁以下，副高以上职称。 6. 项目组织单位——第一申报单位的省局级气象行政主管部门，即各省（市、区）气象局或中国气象局直属单位。负责人为该单位负责人。 7. 单位地址——填写到县（区）、街（路）门牌号。 8. 项目主要参加人员不超过10人，其中须安排一人兼做项目档案收集、登记和管理。 9、项目可行性研究报告——按照编写提要填写，可以在此基础上增加内容，但不可以缺省。 10. 项目经费预算书——内容包括预算来源情况说明、经费支出说明、项目经费预算表。应由项目申报人会同项目申报单位财务部门共同编制。按照编写提示，对各项预算内容的编制标准、编制理由等进行详细说明。各项预算应依据各项财务规章制度，按照规定的经费开支标准进行编制。 11. 项目经费预算书与项目可行性研究报告的相关内容和数据须保持一致，做到准确、无误。已经发生的与项目有关的前期各项经费以及人员费、管理费等可以作为项目的前期基础加以说明，但不得列入本项目预算。 12. 封面加盖项目申报单位印章，单位名称与公章一致，不能省略。 13. 项目组织单位意见栏，加盖项目组织单位印章。 14. 经费预算表由预算编制人亲笔签名，加盖申报单位印章。 15. 申报书内容用A4幅面纸正反面输出，文字内容用4号宋体字、单倍行间距打印，篇幅较长者可另加纸。骑缝装订，严禁使用塑料封面。 - 1 -
设计模式期中考试试题 一：单项选择（共20道，每道2分） 1、设计模式一般用来解决什么样的问题( ) A.同一问题的不同表相B不同问题的同一表相 C.不同问题的不同表相 D.以上都不是 2、下列属于面向对象基本原则的是( ) A.继承 B.封装 C.里氏代换D都不是 3、Open-Close原则的含义是一个软件实体( ) A.应当对扩展开放，对修改关闭. B.应当对修改开放，对扩展关闭 C.应当对继承开放，对修改关闭 D.以上都不对 4、当我们想创建一个具体的对象而又不希望指定具体的类时，可以使用（）模式。 A.创建型 B.结构型C行为型D.以上都可以 5、要依赖于抽象，不要依赖于具体。即针对接口编程，不要针对实现编程,是( )的表述 A.开-闭原则 B.接口隔离原则 C.里氏代换原则 D.依赖倒转原则 6、设计模式的两大主题是( ) A.系统的维护与开发 B 对象组合与类的继承 C.系统架构与系统开发 D.系统复用与系统扩展 7、“不要和陌生人说话” 是( )原则的通俗表述 A.接口隔离 B.里氏代换 C.依赖倒转 D.迪米特：一个对象应对其他对象尽可能少的了解 8、构造者的的退化模式是通过合并（）角色完成退化的。 A.抽象产品B产品C创建者D使用者 9、以下关于简单工厂模式叙述错误的是（） A 它属于GoF23种设计模式 B 它是最简单的设计模式之一 C 它是学习其他创建型模式的基础 D 它只需要记住一个简单的参数即可获得所需对象的实例 E 它类中的方法通常为静态方法 F 它返回的类都有一个公共的父类和公共的方法 10、对象适配器模式是（）原则的典型应用。 A.合成聚合复用原则 B.里式代换原则 C.依赖倒转原则 D.迪米特法则 D.以上表述全部错误。 11.对于依赖倒转的表述错误的是（） A.依赖于抽象而不依赖于具体，也就是针对接口编程。 B.依赖倒转的接口并非语法意义上的接口，而是，一个类对其他对象进行调用时，所知道的方法集合。 C.从选项B的角度论述，一个对象可以有多个接口。 D.实现了同一接口的对象，可以在运行期间，顺利地进行替换。而且不必知道所示用的对象是那个实现类的实例。 E.此题没有正确答案。 12. 现有5个产品族，分布于3各不同的产品等级结构，只要指明一个产品所处的产品族以及它所在的等级结构，就可以唯一地确认这个产品。那么使用抽象工厂方法模式只需要提供
设计模式试题 一.选择 1. 设计模式具有的优点（）。 A．适应需求变化 B.程序易于理解 C．减少开发过程中的代码开发工作量 D.简化软件系统的设计 2. 设计模式一般用来解决什么样的问题( )。 A.同一问题的不同表相 B 不同问题的同一表相 C.不同问题的不同表相 D.以上都不是 3. 设计模式的两大主题是( )。 A.系统的维护与开发 B.对象组合与类的继承 C.系统架构与系统开发 D.系统复用与系统扩展 4. 以下哪些问题通过应用设计模式不能够解决。（） A）指定对象的接口B）针对接口编程 C）确定软件的功能都正确实现D）设计应支持变化 二.填空 1. 模式的基本要素包括名称、意图、问题、解决方案、参与者和协作者、（效果）、实现、GoF 参考。 2. 设计模式基本原则包括：开闭原则，（从场景进行设计的原则），包容变化原则。 3. 设计模式是一个(抽象)的方案，它可以解决一类问题。 4. 1. 在设计模式群体中，效果是指（原因和结果）。三. 判断 1. 适配器模式属于创建型模式。错 2. 在设计模式中，“效果”只是指“原因和结果”。对 3. 设计模式使代码编制不能真正工程化。错 4. 设计模式的两大主题是系统复用与系统扩展。对四. 名词解释 1. 设计模式 是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 2. 模板 模式定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。 3. 模式 就是解决某一类问题的方法论。把解决某类问题的方法总结归纳到理论高度，那就是模式。 4. 内聚度 模块内部各成分彼此结合的紧密程度。五.简答 题 1. 什么是设计模式？设计模式的目标是什么？设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码 设计经验的总结。使用设计模式是为了可 重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 2. 设计模式的基本要素有哪些？ 名称，意图，问题，解决方案，参与者和协作者，效果，实现，GOF 参考。 3. 设计模式中一般都遵循的原则有什么？ 开-闭原则，根据场景进行设计原则，优先组合原则，包容变化原则。 4. 四人团针对“创建优秀面向对象设计”建议了哪些策略？ 针对接口编程，优先使用对象组合而不是类继承，找到并封装变化点。 第6 章 facade(外观)模式 一.选择 1. 外观模式的作用是（）。A．当不能采用生成子类的方法进行扩充时，动态地给一个对象添加一些 额外的功能。B．为了系统中的一组功能调用提供一个一致的接口，这个接口使得这一子系统更 加容易使用。
全集成自动化案例 1.TIA概念 在制造行业中，生产效率和生产力是迈向成功的两大重要因素。在复杂的机器和工厂生产中，工程组态尤为重要。也正因此，在工程组态早期阶段，即可实现高效应用，从而使生产运行更快速、更灵活和更智能。为此，西门子推出了一款卓越的解决方案：全集成自动化（TIA）。 2.TIA系统所带来的优势 西门子推出的这一款工业自动化系统TIA是所有自动化组件高效协作的典范。其中，开放式系统架构覆盖了整个生产过程，并且所有的组件都具有以下特性：统一的数据管理、全球统一标准以及统一的硬件和软件接口。这些特性极大地缩短了工程组态时间，从而在大幅提升系统灵活性的同时显著降低成本和面市时间。 集成的工程组态显著缩短了系统组态时间、成本和工作量，因而极大地提升了工程项目的盈利能力和市场竞争力。运行过程中所有数据的记录/生成高度透明，确保了管理决策的准确性，进而能大幅提升工厂的成本效益。通信集成基于国际标准，实现跨供应商标准的灵活应用，
这种无限制的通信集成可确保所有层级全部组件间的高效协作与数据的高度透明，即在工厂任何角落均可随时获取相关信息。 TIA的优势 3.TIA博途产品覆盖范围总览 全新工程设计软件平台——TIA博途将所有的自动化软件工具集成在统一的开发环境中。TIA博途代表着软件开发领域内的一个里程碑，它是世界第一款将所有自动化任务整合在一个工程设计环境下的软件，包含西门子大部分产品线，主要有SIMATIC STEP 7、SIMATIC WinCC 和SINAMICS StartDrive V12。
TIA博途产品覆盖范围 4.TIA博途在华晨宝马中的应用 作为宝马集团全球最先进工厂之一的沈阳铁西工厂全面应用了西门子TIA解决方案，在SIMATIC Manager集成环境下使用了PLC编程软件STEP 7，还配合着使用了西门子LIS超宽带实时定位识别系统，且集成了PROFIsafe安全技术解决方案。制造过程的通信采用PROFINET网络传输，底层执行器和中间控制器也主要由西门子提供，如SIMATIC S7控制器、SINAMICS驱动产品等。
弹药高效毁伤关键技术的集成及应用 【摘要】针对21世纪以来，军事力量的发展和壮大与科技产业的快速崛起之间联系越来越密切这一状况，根据我国军事力量的主要特点以及弹药技术的发展现状，结合国外以及国内各个领域的弹药毁伤技术以及我国现阶段军事武器的发展条件和状况，从如何提高我国军事综合力量以及弹药高效毁伤技术入手，本文将具体阐述弹药高效毁伤关键技术的集成以及应用，以推进这一关键技术的进步与发展。 【关键词】弹药；高效毁伤；关键技术 与历史上传统使用过的弹药武器做出分析比较，现阶段我国的武器弹药，尤其是比率大，威力强劲的炮兵弹药，到目前为止还是需要装备能量较低的TNT，这一装备比西方国家的弹药爆炸威力要低了百分之三十到五十左右，这样的状况对于我国弹药实现高效毁伤的技术有着阻碍作用。在这样的军事状况之下，我国研究并开展了大幅度提高弹药爆炸能量的含铝炸药研究。 1.升级装药质量，确保高能炸药和高威力炸药装药发射安全性问题 这一程序包括了几个方面：顺序凝固注装新工艺和分步压装新工艺研究。旨在研究装药质量与装药发射安全性关系的；炸药装药发射安全性评估技术研究，旨在提高装药质量检测可靠性的；装药质量无损检测技术研究。 近几年来围绕弹药高效毁伤的六项关键技术研究相继完成，最后又在122mm榴弹、152mm榴弹上进行了系统集成应用试验，结果表明：两种大口径榴弹采用改性B炸药及新装药工艺，共460发，按SRCQ-155-13g技术规范要求进行了装药质量检测，合格率>99%(实测460/460)置信度为95%，从中随机抽样共152发，经过高温、低温、高低温循环试验后进行了射击安全性试验考核，全部试验结果合格，装药质量优良。与国外同类技术相比，达到了先进水平，其中装药质量和质量可靠性优于国外同类技术水平。虽然试验样本量还较小，但已充分显示出，采用了先进的关键技术集成系统，装药质量十分稳定，质量监测有效可靠。对大幅度提高我国弹药威力、实现弹药生产技术改造具有重要的示范作用和深远影响。 2.弹药高效毁伤关键技术与先进科技技术，过硬的装备密不可分 改性B炸药及配套的装药新工艺是由改性B炸药由B炸药改性而来，对于其杀伤力的分析包括几个方面的内容：炸药威力与B炸药相当，而装药工艺性和存贮的物理稳定性好，加上采用先进的”低比压顺序凝固装药新工艺”，装药相对密度高，装药质量优良，所以其发射安全性明显优于B炸药。其良好的综合性能受到工厂热烈欢迎。它是压制兵器弹药代表性的炸药装备。两种大口径榴弹在弹体结构、材料不变的情况下，以改性B炸药代替原螺装TNT后，装药总能量计算提高值为30%。
面向集成的数字化企业与整体解决方案* 范玉顺 清华大学自动化系，北京 100084 摘要：如何采用信息技术提高制造企业的竞争力是一个得到广泛关注的研究问题。在对未来企业特性进行了分析的基础上，提出了信息时代制造企业的综合发展框架和企业整体解决方案的实施步骤，并对企业信息化整体解决方案的主要内容进行了探讨。研究结果表明，现代集成制造系统的理论和方法为制订企业整体解决方案提供了指导思想、实施方法和使能工具。 关键词：数字化企业、整体解决方案、现代集成制造系统、信息系统 中图分类号：TP319,TH166 引言 挑战与机遇并存是信息时代制造企业共同面对的市场竞争形势。信息技术的迅速发展促进了企业经营管理模式变革和制造技术的发展，促进了全球制造业的重组和分工，加剧了企业之间的价值，使企业从地区间的竞争扩大为全球范围内的竞争，使单个企业之间的竞争发展为供应链和企业群体之间的竞争，同时，信息技术又为制造业实施先进制造战略和提高竞争力提供了使能工具和平台，用信息技术改造和提升传统产业，增强企业的竞争力得到了越来越多企业的重视，用信息化带动工业化已经成为我国广大企业自觉的行动和追求的目标。但是，必须清楚地看到，实施先进制造战略、用信息化带动工业化、用信息技术提高企业的竞争力并不是一件容易的事情，如果企业没有一个全局的观点和细致的市场分析定位、没有一个有市场前景的产品、采用的技术手段和实施方法不合适，还会存在着非常大的风险。 搞清楚先进制造战略、企业现状与发展方向、企业产品与经营过程、信息技术与信息系统实施方法之间的关系，在此基础上制定符合企业现状和发展需求的制造业企业综合发展框架和企业信息化整体解决方案的内涵，采用系统发展模式，有计划、有控制地逐步实施提高企业竞争力的各种先进制造战略和信息系统对于制造企业具有十分重要的指导意义。 本文首先给出了未来企业（全面集成的数字化企业）的主要特性，在此基础上，提出了信息时代制造企业的综合发展框架，并给出了企业整体解决方案的实施步骤，指出现代集成制造系统理论和方法是企业整体解决方案和信息化整体解决方案的指导思想，信息技术是企业发展的支持系统和使能工具，最后给出了企业信息化整体解决方案的主要内容。 * 863计划CIMS主题资助项目:2001AA415340。Fouddation item: Project supported by the National High Technology R&D Program, China (Grant No. 2001AA415340)
软件设计模式（Java版）习题 第1章软件设计模式基础 1.1 软件设计模式概述 1.2 UML中的类图 1.3 面向对象的设计原则 一、名词解释 1.一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭，即在不修改源代码的基础上扩展 一个系统的行为。 2.一个对象应该只包含单一的职责，并且该职责被完整地封装在一个类中。 3.在软件中如果能够使用基类对象，那么一定能够使用其子类对象。 4.是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结， 使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 二、单选择题 1.( A ) 2.（ A ） 3. ( A ) 4. ( D ) 5. ( D ) 6．( A ) 7. ( D ) 8.（ D ） 9.（ D ） 10.（ E ） 11.( C ) 12．（ C ） 13. ( A ) 三、多选择题 1．( A、B、C、D ) 2. ( A、B ) 3．( A、D ) 4．( A、B、C、D ) 四、填空题 1．依赖倒转、迪米特法则、单一职责 2．模式名字、目的、问题、解决方案、效果、实例代码 3．超类、子类 4．开闭 5．用户 6．依赖倒转 7．组合/聚合 8．结构型、行为型 9.依赖倒转 10.开闭 11.需求收集是否正确、体系结构的构建是否合理、测试是否完全 12．人与人之间的交流 13．接口 14．名称、目的、解决方案 15．对象组合、类继承
16．对象组合 17．对象组合、类继承 18．抽象类的指针 五、简答题 1.答：设计模式按类型分为以下三类： 1）创建型设计模式：以灵活的方式创建对象集合，用于管理对象的创建。 2）结构型设计模式：将己有的代码集成到新的面向对象设计中，用于处理类或对象的组合。 3）行为型设计模式：用于描述对类或对象怎样交互和怎样分配职责。 2.答：设计模式的主要优点如下： 1）设计模式融合了众多专家的经验，并以一种标准的形式供广大开发人员所用，它提供了一套通用的设计词汇和一种通用的语言以方便开发人员之间沟通和交 流，使得设计方案更加通俗易懂。 2）设计模式使人们可以更加简单方便地复用成功的设计和体系结构，将已证实的技术表述成设计模式也会使新系统开发者更加容易理解其设计思路。设计模式使得重用成功的设计更加容易，并避免那些导致不可重用的设计方案。 3）设计模式使得设计方案更加灵活，且易于修改。 4）设计模式的使用将提高软件系统的开发效率和软件质量，且在一定程度上节约设计成本。 5）设计模式有助于初学者更深入地理解面向对象思想，一方面可以帮助初学者更加方便地阅读和学习现有类库与其他系统中的源代码，另一方面还可以提高软件的设计水平和代码质量。 3.答：设计模式一般有如下几个基本要素：模式名称、问题、目的、解决方案、效 果、实例代码和相关设计模式，其中的关键元素包括模式名称、问题、解决方案和效果。 4.答：正确使用设计模式具有以下优点： ⑴可以提高程序员的思维能力、编程能力和设计能力。 ⑵使程序设计更加标准化、代码编制更加工程化，使软件开发效率大大提高，从 而缩短软件的开发周期。 ⑶使设计的代码可重用性高、可读性强、可靠性高、灵活性好、可维护性强。 5.答：根据类与类之间的耦合度从弱到强排列，UML中的类图有以下几种关系：依赖关 系、关联关系、聚合关系、组合关系、泛化关系和实现关系。其中泛化和实现的耦合度相等，它们是最强的。
附件： “十一五”国家科技支撑计划重点项目《土地整理关键技术集成与应用》 课题申请指南 国土资源部 二〇〇八年一月
第一章申请须知 一、项目总体目标 按照耕地保护的国家目标，面向政府行业管理和土地整理工程建设需要，创新土地整理综合优化规划、生态化设计和高效施工技术，开发土地整理快速质量监测和信息化监管技术，改进土地整理项目优选技术和整理区水土平衡优化重构技术。并针对区域特点，突破东部基本农田保护区整理的精确规划设计技术、农田污染防治与修复技术，研制中部粮食主产区低成本、高效益的土地平整设备和土壤样品自动取样设备，开发西部生态脆弱区开发整理节水工程技术和土地质量改良剂，并通过集成和示范应用，解决土地整理从传统技术向现代技术转变过程中的瓶颈技术，实现土地整理从数量向质量和生态方向转变，全面提升我国土地整理的技术水平。 二、项目课题设置 本项目设以下七个课题： （1）土地整理规划、设计技术研究 （2）土地整理工程施工关键技术研究 （3）土地整理质量与生态监测关键技术研究 （4）土地整理实施信息化管理技术研究
（5）东部基本农田优质精细型土地整理技术研究 （6）中部粮食主产区增量经济型土地整理技术开发 （7）西部生态脆弱区保质生态型土地整理技术应用研究 三、项目实施期限及经费来源 本项目实施年限为3年（2008年1月-2010年12月）。项目计划总投资6000万元。其中国家拨款2750万元，主要用于关键技术研究、应用系统与装备产品研发等；示范地方自筹工程配套资金3250万元，主要用于土地整理示范区工程建设。 四、申请资格 (一) 申报单位的条件和要求 1.凡在中华人民共和国境内注册，具有较强科研能力和条件、运行管理规范、具有独立法人资格的内资或内资控股企业、事业单位、科研院所、高等院校等，均可单独或联合申报，不接受个人申请。 积极鼓励科研教学单位和企业以“产学研联盟”的方式联合申报课题，实现责任和风险共担、知识产权和利益共享。每个课题的联合申请方原则上不超过5个法人单位。 2.课题申报必须以某一课题整体研究内容为申请单元。联合申请各方须签订共同申请协议，明确规定各自所承担的工作和责任。申
1引言 从上世纪60年代末开始，由于计算机软件对生产力有巨大的推动作用，各种大型、复杂的软件系统相继被开发出来。然而，随着软件系统规模的扩大和复杂性的增加，软件开发对人力、物力的需求越来越大，同时软件系统的可靠性和可维护性明显降低，软件行业出现了危机。直到80年代，软件开发采用面向对象设计思想和开发技术，软件危机才在一定程度上得到缓解。面向对象开发方法的核心思想是将系统看成是对象及对象之间的相互关系的集合，思维方式更接近人类认识世界的规律，克服了面向过程开发存在的诸多弊端。但是采用面向对象的方法来开发软件也需要一些正确的开发原则来指导，否则，开发的软件将不可避免地带有某些缺陷，如系统过于僵硬，不能很好地适应需求变化；系统过于脆弱，往往修改一处代码会带来无法预测的后果；系统复用率低，黏度过高等等。为了避免上述缺陷，设计出具备良好的可扩展性、可复用性、易维护性的系统，我们应在系统设计和实践阶段采用设计模式的思想。 设计模式是软件复用技术中的一个重要概念[1]。它是指以文档的形式把面向对象的软件设计经验记录下来，并予以系统的命名、解释和评价,使不同的开发人员在进行不同系统的设计与开发时,可以使用别人的成功经验而不必为普通的、重复的问题重新设计解决方案,使设计者更容易理解其设计思路，能为自己的问题找到更适合的解决办法，更快更好地完成系统设计。随着技术的不断完善，设计模式的种类日益增多，相对于GoF在1994年提出的23种通用设计模式，数量已大大增加。选择适合自己系统的模式对系统的设计与实现都至关重要，当对各种模式有足够全面的了解时，许多设计决策就自然而然产生了。为了研究设计模式是如何影响系统设计与实现的，应结合面向对象设计原则和软件工程思想来进行探讨[2]。 2 从设计原则到设计模式 2.1 设计原则 我们之所以提倡设计模式，就是为了代码复用，增强系统的可维护性。面向对象有几个原则：开闭原则、里氏代换原则、依赖倒转原则、接口隔离原则、合成/聚合复用原则、最小知识原则、单一职责原则和抽象原则。开闭原则具有理
全集成自动化之CPU 315-2DP的编程(doc 25页)
更多企业学院： 《中小企业管理全能版》183套讲座+89700份资料《总经理、高层管理》49套讲座+16388份资料《中层管理学院》46套讲座+6020份资料《国学智慧、易经》46套讲座 《人力资源学院》56套讲座+27123份资料《各阶段员工培训学院》77套讲座+ 324份资料《员工管理企业学院》67套讲座+ 8720份资料《工厂生产管理学院》52套讲座+ 13920份资料
《财务管理学院》53套讲座+ 17945份资料 《销售经理学院》56套讲座+ 14350份资料 《销售人员培训学院》72套讲座+ 4879份资料 全集成自动化(T I A) 解决方案培训教材 第一部分第四章 CPU 315-2DP的编程
这个手册由西门子自动化与驱动集团教育合作部(automation and drive technology, Siemens A&D Cooperates with Education)以培训为目的编写。西门子对其内容不做任何形式的保证。 手册的传播或者复制，包括其内容的使用与发表，仅作为公共教育及职业培训之用。 其他情况需要西门子自动化与驱动集团教育合作部的书面许可（Knust先生， E-Mail:michael.knust@hvr.siemens.de）。违者必究。西门子保留所有权力，包括翻译，以及专利权、实用新型或外观设计专有权。 感谢Michael Dziallas Engineering公司、职业学校的教师们，和其他有关朋友为本手册的编写做出的贡献。
目录： 下列符号代表的含义： 信息 举例练习 注意
2014-2015学年第1学期 2012级《软件设计模式》考试试题(开卷) 考试时间：2014年 班级学号姓名 ?本试卷满分100分； ?请将答案写在答题纸上，写明题号，不必抄题，字迹工整、清晰； ?试题中使用C++语言作为描述语言，答题时可以使用C++或Java或C#程序设计语言中 的任意一种作为描述语言，但整个卷面只能使用其中一种，不得混合使用； ?请在答题纸和试题纸上都写上你的班级，学号和姓名，交卷时请将试题纸、答题纸和草纸 一并交上来。 一、单选题(共20分，每题2分) 1.类设计中，“变化是绝对的，稳定是相对的”，下列哪个不属于这句话中“变化”的范畴？ (A) 改变函数参数的类型(B) 增加新的数据成员 (C) 改变编程语言(D) 改变对象交互的过程和顺序 2.Open-Close原则的含义是一个软件实体： (A) 应当对扩展开放，对修改关闭 (B) 应当对修改开放，对扩展关闭 (C) 应当对继承开放，对修改关闭 (D) 以上都不对 3.下列关于继承表述错误的是： (A) 继承是一种通过扩展一个已有类的实现，从而获得新功能的复用方法 (B) 泛化类（超类）可以显式地捕获那些公共的属性和方法。特殊类（子类）则通过附加 属性和方法来进行实现的扩展 (C) 破坏了封装性，因为这会将父类的实现细节暴露给子类 (D) 继承本质上是“白盒复用”，对父类的修改，不会影响到子类 4.下列关于对象组合/聚合，说法错误的是： (A) 容器类能通过被包含对象的接口来对其进行访问 (B) 属于黑盒复用，封装性好，因为被包含对象的内部细节对外是不可见 (C) 可以在运行时将被包含对象改变成同类型对象，从而改变容器类的行为效果，但没有 改变容器类的接口 (D) 比继承关系更加灵活，代价是相比继承关系，增强了类间的耦合度 5.用于分离接口和具体实现，使得接口和实现可独立变化的是： (A)适配器模式(B) 桥接模式(C) 命令模式(D)模板方法模式 6.体现“集中管理多个对象间的交互过程和顺序”的是： (A)生成器模式(B) 门面模式(C) 策略模式(D)中介者模式
东北大学 研究生考试试卷 考试科目：3S技术集成与应用 课程编号： 阅卷人： 考试日期：2012.06 姓名：陈晓玲 学号：1101661 注意事项 1．考前研究生将上述项目填写清楚 2．字迹要清楚，保持卷面清洁 3．交卷时请将本试卷和题签一起上交 东北大学研究生院
3S技术集成与应用期末考试题 （共5题总分100） 一、简答题 1.简述3S技术集成与应用的目的和意义？（10分） “3S”是中国科学家按照GPS、GIS、RS字尾均有一个S，而这三者关系日趋紧密结合，而构成的一个对地观测、处理、分析、制图系统。然而，对于3S的理解必须建立在广义的基础上，包括GPS在内的一切定位、测量手段和多平台、多波段、高分辨率的RS数据，通过含有ES（专家系统）的GIS，实现空间数据的自动采集、编辑、管理、分析、制图，进而为一切与地学科学相关的行业服务，实现地学信息的实时、自动、数字、智能化的应用，为各行各业的预测和决策服务。因此，3S不是GPS、GIS、RS的简单组合，而是将其通过数据接口严格地、紧密地、系统地集成起来，使其成为一个大系统。 3S集成的目的是对现实世界或现实世界的自然现象通过计算机进行数字刻画、模拟和分析，本质是对地理空间对象的地学特征进行空间描述与表达，包括从现实世界到比特世界以及从比特世界到计算机世界的两个转换过程，这两个过程是通过对空间对象的定位、地学信息的空间获取以及空间分析等功能的综合集成来实现的。 3S集成技术的发展，形成了综合的、完整的对地观测系统，提高了人类认识地球的能力；相应地，它拓展了传统测绘科学的研究领域。目前，3S在资源与环境调查、监测、评价中，在重大自然灾害监测、预警、评估、消灭对策中，对城市及经济技术开发区规划、开发、管理、评价中，在现代化军事作战指挥系统中有着广阔的应用前景。随着对3S技术研究的不断深入，其应用领域还在不断扩大。 2.简述物联网的定义和内涵？（10分） 顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网不是一个简单的信息管理系统，而是一个涉及到多种学科领域（如生物、物理、通信、微电子、计算机等）的复杂信息系统，融合了感知和识别技术、网络通信技术、数据处理技术、信息安全技术等多种技术。 1)感知和识别技术 物联网要实现真正的“物物相连”，用于识别物体的电子标签技术（RFID 射频识别）和感知物体的传感器技术至关重要。RFID 是通过空间电磁耦合技术利用射频信号实现无接触信息传递的一项技术，最终能够通过所传递的信息识别物体。传感器是一种检测装置，它能感知到被测量的信息，并能将感知到的信息变换成电信号或其他形式的信号输出，以满足信息的传输、处理和控制等要求。 2)网络通信技术
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/f316203141.html, 软件设计模式研究及应用 作者：范伟 来源：《山东工业技术》2015年第20期 摘要：采取有效模式，提高软件设计水平，使其得到更好应用是非常重要的一项工作。文章介绍了软件设计模式的种类和要素，分析软件设计模式的应用范围和应用方法，希望能为实际工作提供指导与借鉴，能引起人们对该问题的关注。 关键词：软件设计；设计模式；软件应用 0引言 在软件设计过程中，采取有效的设计模式，严格按照规范流程开展设计是十分必要的。但目前设计工作中存在一些问题与不足，影响软件设计和应用。今后应采取完善措施，把握每个要点，注重技术创新和完善，促进设计水平提高。 1软件设计模式的种类 根据工作类型和应用范围的不同，软件设计模式的具体种类也不一样，主要类型包括以下几种。 （1）创建型模式。与对象创建有关，描述怎样创新一个对象，将对象创建的具体细节隐藏，让程序代码不依赖具体对象，设计对象实例，促进设计水平提高。常用工厂方法、生成器模式、原型模式、单件模式等，实际工作中，用定义创建对象接口，复制原型创建新对象等方法，完成软件模式设计工作。 （2）行为型模式。主要内容为算法对象间责任分配问题，描述对象或类的模型，并包括他们之间的通信模式，重点关注的是对象间的联系方式，常用中介者模式、观察者模式等。 （3）结构型模式。该模式所描述的是一系列将类和对象进行组合的问题，通过组合，结合具体工作需要，从而构建更大的类和对象。重点是结构化方式，并不是如何构造这些类。常用结构型类模式，利用接口或类的继承来实现。还有一种结构型对象模型，对设计对象进行组合和加工，完成设计和加工任务，满足具体工作需要。 2软件设计模式的要素 具体设计过程中，应该严格把握每个要素，重视每个流程的质量控制，促进设计水平提高。
汽车涂装车间的全集成自动化系统(TIA) 汽车涂装车间的目标在于让市场上销售的每辆车让消费者看起来都更加完美，因而，车间的各个工艺环节都必须具备非常高的自动化水平，完善的全方位自动化输送系统和质量监控系统必不可少。 在汽车工业，优化的生产解决方案必不可少，欧宝公司位于德国Ruesselsheim的汽车厂也不例外。 Ruesselsheim汽车厂是欧宝公司在德国的几个主要生产基地之一，主要进行全新威达（Vectra）系列车型的外部涂装工作和组装工作。在欧洲，欧宝的品牌是家庭轿车市场的守护者，威达是欧宝品牌里的一款中坚车系，它以扎实的德系车体工艺质量、组装品质以及良好的操控性能在市场中广受认可。 良好的制造品质来自于先进的自动化控制技术和工艺设备。20多年来，欧宝公司的Ruesselsheim汽车厂一直高度重视自动化控制技术，无论是涂装线还是总装线。该厂采用了各种先进的控制技术——自继电器控制、远程机械控制和第一代 S5 与 S7 系统，直到现场总线技术与最现代化的Ecofast 系统。 通过感应式接近开关和地板安装型信号发生器（右）控制横向输送线的运输板的速度、制动以及定位，输送机单元的 Ecofast 电机启动器（左）的结构符合 IP 67规定，故可以直接安装在驱动电机上 TIA 该厂的涂装车间拥有完备的涂装设备，这些设施占有100多万m3的封闭式空间，规模相当于一个足球运动场。涂装车间拥有 3500m长的输送线，其中1200m连接白车身总装线到涂装线，约 800m用于送走涂装完毕的汽车，这两条输送线之间，还有一条最多可存放 426 辆汽车的缓冲线。该设施的设计日生产能力为 1495 辆汽车，如果两班制运行的话，每小时可以完成108 辆汽车涂装的工作。 在如此规模的多层立体涂装车间底层，有三个返修台的工位专门负责对有涂装缺陷的车体进行非常精细的修补，消除诸如微小气泡等非常细小的缺陷。返修台在车间的底层，这也是该车间在常规的滚筒输送线、水平输送线和链式输送线以外，另设自动化提升装置的原因。 在严格的质量体系下，车间的各个工艺环节都必须具备非常高的自动化水平，所以，完善的全方位自动化输送系统和质量监控系统必不可少。这也正是Ruesselsheim 汽车厂的情形，它的涂装设施采用了传感器业的最新技术以实现全自动输送控制。 输送控制系统专门监控车体前往三个返修台以及随后返回喷涂车间的输送工作。车体从上层输送系统被送上运输托板后，将在两层输送带之间全自动地进行传输。系统的控制器采用一台 Sicalis PMC7_CS，以确保安全运转，并在统一的用户界面下，透明地监控所有过程。Sicalis平台统一的运作与诊断方案支持集成化的、快速的安全故障检测功能，这一点尤为有利。故障安全型 Simatic S7-416F 以远程主控制站的形式协调安全保护系统的工作。 总体上，该系统的可用性能提高到了 99.85%，而且特别值得一提的是，西门子系列自动化设备及传感器模块的智能互联确保了整个涂装生产流程之间的信息交互以及整个系统的顺畅工作与操作安全性，实现了整个自动化系统在生产过程中水平和垂直方向上的集成，能够减少工程成本，提高生产率，降低生命周期成本——这些都是当今世界对生产成本合理化不可或缺的要求。涂装车间自动化系统在整体层面上的安全性、可靠性和可用性等体现了“全集成自动化系统（TIA）”的最高水平，堪称典范。 通过 Profisafe，激光扫描器直接连接至故障安全型 Simatic S7-416F控制器，对卷闸门与横向输送机之间的区域进行 190° 的监控 由于传感器技术的巨大进步，现代化工厂出现了许多重大的革新。比如在欧宝公司，在提升装置卷闸门前部安装有一台 LS4 激光扫描器，使它在现场总线级通过 Profisafe（故障安全通信总线）直接与 Profibus DP 系统的PLC通信，因而能同时利用 PLC 内集成的防护技术，确保生产安全。 LS4激光扫描器是全球第一个在Profisafe总线系统下安装的装置，其工作范围为190°，能监控该
1、设计模式一般用来解决什么样的问题( a) A.同一问题的不同表相 B不同问题的同一表相 C.不同问题的不同表相 D.以上都不是 2、下列属于面向对象基本原则的是( c ) A.继承 B.封装 C.里氏代换 D都不是 3、Open-Close原则的含义是一个软件实体( a ) A.应当对扩展开放，对修改关闭. B.应当对修改开放，对扩展关闭 C.应当对继承开放，对修改关闭 D.以上都不对 4、当我们想创建一个具体的对象而又不希望指定具体的类时，可以使用（ a ）模式。 A.创建型 B.结构型 C行为型 D.以上都可以 5、要依赖于抽象，不要依赖于具体。即针对接口编程，不要针对实现编程,是( d )的表述 A.开-闭原则 B.接口隔离原则 C.里氏代换原则 D.依赖倒转原则 6、依据设计模式思想,程序开发中应优先使用的是( a )关系实现复用。 A, 委派 B.继承 C创建 D.以上都不对 复用方式：继承和组合聚合（组合委派） 7、设计模式的两大主题是( d ) A.系统的维护与开发 B 对象组合与类的继承 C.系统架构与系统开发 D.系统复用与系统扩展 8、单例模式中,两个基本要点( a b )和单子类自己提供单例 A .构造函数私有 B.唯一实例 C.静态工厂方法 D.以上都不对 9、下列模式中,属于行为模式的是( b ) A.工厂模式 B观察者 C适配器以上都是 10、“不要和陌生人说话” 是( d )原则的通俗表述 A.接口隔离 B.里氏代换 C.依赖倒转 D.迪米特：一个对象应对其他对象尽可能少的了解 11、构造者的的退化模式是通过合并（ c ）角色完成退化的。 A.抽象产品 B产品 C创建者 D使用者 12、单子（单例，单态）模式类图结构如下： 下列论述中，关于”0..1”表述的不正确的是( d ) A.1表示,一个单例类中,最多可以有一个实例. B.”0..1”表示单例类中有不多于一个的实例 C.0表示单例类中可以没有任何实例 D.0表示单例类可以提供其他非自身的实例 13、对象适配器模式是（ a ）原则的典型应用。 A.合成聚合复用原则 B.里式代换原则 C.依赖倒转原则 D.迪米特法则 14、静态工厂的核心角色是（a） A.抽象产品 B.具体产品 C.静态工厂 D.消费者 15、下列关于静态工厂与工厂方法表述错误的是：（ a ） A.两者都满足开闭原则：静态工厂以if else方式创建对象，增加需求的时候会修改源代码 B.静态工厂对具体产品的创建类别和创建时机的判断是混和在一起的，这点在工厂
h n g s h e r 东 北 大 学 研 究 生 考 试 试 卷 考试科目： 3S 技术集成与应用 课程编号： 阅 卷 人： 考试日期： 2012.06 姓 名： 陈晓玲 学 号： 1101661 注 意 事 项 1．考 前 研 究 生 将 上 述 项 目 填 写 清 楚2．字 迹 要 清 楚，保 持 卷 面 清 洁 3．交 卷 时 请 将 本 试 卷 和 题 签 一 起 上 交 东北大学研究生院
3S技术集成与应用期末考试题 （共5题总分100） 一、简答题 1.简述3S技术集成与应用的目的和意义？（10分） “3S”是中国科学家按照GPS、GIS、RS字尾均有一个S，而这三者关系日趋紧密 结合，而构成的一个对地观测、处理、分析、制图系统。然而，对于3S的理解必须建 立在广义的基础上，包括GPS在内的一切定位、测量手段和多平台、多波段、高分辨 率的RS数据，通过含有ES（专家系统）的GIS，实现空间数据的自动采集、编辑、管理、分析、制图，进而为一切与地学科学相关的行业服务，实现地学信息的实时、自动、数字、智能化的应用，为各行各业的预测和决策服务。因此，3S不是GPS、GIS、RS 的简单组合，而是将其通过数据接口严格地、紧密地、系统地集成起来，使其成为一个大系统。 3S集成的目的是对现实世界或现实世界的自然现象通过计算机进行数字刻画、模 拟和分析，本质是对地理空间对象的地学特征进行空间描述与表达，包括从现实世界到比特世界以及从比特世界到计算机世界的两个转换过程，这两个过程是通过对空间对象的定位、地学信息的空间获取以及空间分析等功能的综合集成来实现的。 3S集成技术的发展，形成了综合的、完整的对地观测系统，提高了人类认识地球 的能力；相应地，它拓展了传统测绘科学的研究领域。目前，3S在资源与环境调查、 监测、评价中，在重大自然灾害监测、预警、评估、消灭对策中，对城市及经济技术开发区规划、开发、管理、评价中，在现代化军事作战指挥系统中有着广阔的应用前景。随着对3S技术研究的不断深入，其应用领域还在不断扩大。 2.简述物联网的定义和内涵？（10分） 顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核 心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的 协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网不是一个简单的信息管理系统，而是一个涉及到多种学科领域（如生物、物理、通信、微电子、计算机等）的复杂信息系统，融合了感知和识别技术、网络通信技术、数据处理技术、信息安全技术等多种技术。 1)感知和识别技术 物联网要实现真正的“物物相连”，用于识别物体的电子标签技术（RFID 射频识别） 和感知物体的传感器技术至关重要。RFID 是通过空间电磁耦合技术利用射频信号实现 无接触信息传递的一项技术，最终能够通过所传递的信息识别物体。传感器是一种检测装置，它能感知到被测量的信息，并能将感知到的信息变换成电信号或其他形式的信号