第一篇：關于IT前沿技術的報告

關于IT前沿技術的報告

在幾天的IT前沿技術講座，收獲頗多，講課老師主要圍繞了以下幾個話題展開了分析以及講解。讓我們初步了解了“智能計算機——機器人大腦，情感計算，云計算，大數據，高性能計算 ”的相關知識。讓我了解到了當今世界最頂尖的技術，增廣了自己的視野，增強了自己為了更高的目標奮斗的欲望。接下來我就分別對老師講的各種技術進行簡單的講述以及總結。

智能計算機——機器人大腦 ：智能計算機是一種能存儲大量信息和知識,會推理(包括演繹與歸納),具有學習功能,能以自然語言、文字、聲音、圖形、圖像和人交流信息和知識的非J·馮·諾依曼結構的通用高速并行處理計算機。是現代計算技術、通信技術、人工智能和仿生學的有機結合,供知識處理用的一種工具。進入八十年代以來日本、美國等發達國家曾開始研制第五代計算機也稱為智能計算機.它突出了人工智能方法和技術的作用在系統設計中考慮了建造知識庫管理系統和推理機使得機器本身能根據存儲的知識進行推理和判斷。為了實現人類智能在計算機上的模擬、延伸、擴展,必須對其體系結構、工作方式、處理能力、接口方式等進行徹底的變革,這樣造出來的計算機才能稱為智能計算機.我們可以把構造這樣的智能機器看作為人工智能研究的遠期目標.日本提出的第五代計算機研制計劃就是向遠期目標邁進的重要一步,被稱為第一代智能計算機。如今智能計算機已經廣泛的應用到智能機器人的的創制當中，我們從廣泛意義上理解所謂的智能機器人，它給人的最深刻的印象是一個獨特的進行自我控制的“活物”。其實，這個自控“活物”的主要器官并沒有像真正的人那樣微妙而復雜。

智能機器人具備形形色色的內部信息傳感器和外部信息傳感器，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺。除具有感受器外，它還有效應器，作為作用于周圍環境的手段。這就是筋肉，或稱自整步電動機，它們使手、腳、長鼻子、觸角等動起來。

智能機器人之所以叫智能機器人，這是因為它有相當發達的“大腦”。在腦中起作用的是中央計算機，這種計算機跟操作它的人有直接的聯系。最主要的是，這樣的計算機可以進行按目的安排的動作。正因為這樣，我們才說這種機器人才是真正的機器人，盡管它們的外表可能有所不同。

我們稱這種機器人為自控機器人，以便使它同前面談到的機器人區分開來。它是控制論產生的結果，控制論主張這樣的事實：生命和非生命有目的的行為在很多方面是一致的。正像一個智能機器人制造者所說的，機器人是一種系統的功能描述，這種系統過去只能從生命細胞生長的結果中得到，現在它們已經成了我們自己能夠制造的東西了。

智能機器人能夠理解人類語言，用人類語言同操作者對話，在它自身的“意識”中單獨形成了一種使它得以“生存”的外界環境——實際情況的詳盡模式。它能分析出現的情況，能調整自己的動作以達到操作者所提出的全部要求，能擬定所希望的動作，并在信息不充分的情況下和環境迅速變化的條件下完成這些動作。當然，要它和我們人類思維一模一樣，這是不可能辦到的。不過，仍然有人試圖建立計算機能夠理解的某種“微觀世界”。比如維諾格勒在麻省理工學院人工智能實驗室里制作的機器人。這個機器試圖完全學會玩積木：積木的排列、移動和幾何圖案結構，達到一個小孩子的程度。這個機器人能獨自行走和拿起一定的物品，能“看到”東西并分析看到的東西，能服從指令并用人類語言回答問題。更重要的是它具有“理解”能力。為此，有人曾經在一次人工智能學術會議上說過，不到十年，我們把電子計算機的智力提高了10倍；如維諾格勒所指出的，計算機具有明顯的人工智能成分。

情感計算：科學研究表明: 情感是智能的一部分，而不是與智能相分離的，因此人工智能領域的下一個突破可能在于賦予計算機情感能力。情感能力對于計算機與人的自然交往至關重要。傳統的人機交互，主要通過鍵盤、鼠標、屏幕等方式進行，只追求便利和準確，無法理解和適應人的情緒或心境。而如果缺乏這種情感理解和表達能力，就很難指望計算機具有類似人一樣的智能，也很難期望人機交互做到真正的和諧與自然。由于人類之間的溝通與交流是自然而富有感情的，因此，在人機交互的過程中，人們也很自然地期望計算機具有情感能力。情感計算就是要賦予計算機類似于人一樣的觀察、理解和生成各種情感特征的能力，最終使計算機像人一樣能進行自然、親切和生動的交互。

有關人類情感的深入研究，早在19世紀末就進行了。然而，除了科幻小說當中，過去極少有人將“感情”和無生命的機器聯系在一起。讓計算機具有情感能力是由美國MIT大學Minsky在1985年提出的，問題不在于智能機器能否有任何'情感，而在于機器實現智能時怎么能夠沒有情感[324]。從此，賦予計算機情感能力并讓計算機能夠理解和表達情感的研究、探討引起了計算機界許多人士的興趣。美國MIT媒體實驗室Picard教授提出情感計算一詞Affective Computing[373]并給出了定義，即情感計算是關于情感、情感產生以及影響情感萬面的計算。讓機器（計算機）也具備“感情”，從感知信號中提取情感特征，分析人的情感與各種感知信號的關聯，是國際上近幾年剛剛興起的研究方向。

情感計算研究的重點就在于通過各種傳感器獲取由人的情感所引起的生理及行為特征信號，建立“情感模型”，從而創建感知、識別和理解人類情感的能力，并能針對用戶的情感做出智能、靈敏、友好反應的個人計算系統，縮短人機之間的距離，營造真正和諧的人機環境。情感計算是一個高度綜合化的技術領域[328]，其主要研究內容包括:(1)情感機理的研究。情感機理的研究主要是情感狀態判定及與生理和行為之間的關系。涉及到心理學、生理學、認知科學等，為情感計算提供理論基礎。人類情感的研究己經是一個非常古老的話題，心理學家、生理學家己經在這方面做了大量的工作。任何一種情感狀態都可能會伴隨幾種生理或行為特征的變化；而某些生理或行為特征也可能起因于數種情感狀態。因此，確定情感狀態與生理或行為特征之間的對應關系是情感計算理論的一個基本前提，這些對應關系目前還不十分明確，需要作進一步的探索和研究。

(2)情感信號的獲取。情感信號的獲取研究主要是指各類有效傳感器的研制，它是情感計算中極為重要的環節，沒有有效的傳感器，可以說就沒有情感計算的研究，因為情感計算的所有研究都是基于傳感器所獲得的信號。各類傳感器應具有如下的基本特征：使用過程中不應影響用戶(如重量、體積、耐壓性等)，應該經過醫學檢驗對用戶無傷害；數據的隱私性、安全性和可靠性；傳感器價格低、易于制造等。MIT媒體實驗室的傳感器研制走在了前面，已研制出多種傳感器，如脈壓傳感器、皮膚電流傳感器、汗液傳感器及肌電流傳感器等。皮膚電流傳感器可實時測量皮膚的導電系數，通過導電系數的變化可測量用戶的緊張程度。脈壓傳感器可時刻監測由心動變化而引起的脈壓變化。汗液傳感器是一條帶狀物，可通過其伸縮的變化時刻監測呼吸與汗液的關系。肌電流傳感器可以測得肌肉運動時的弱電壓值。(3)情感信號的分析、建模與識別。一旦由各類有效傳感器獲得了情感信號，下一步的任務就是將情感信號與情感機理相應方面的內容對應起來，這里要對所獲得的信號進行建模和識別。由于情感狀態是一個隱含在多個生理和行為特征之中的不可直接觀測的量，不易建模，部分可采用諸如隱馬爾可夫模型、貝葉斯網絡模式等數學模型。MIT媒體實驗室給出了一個隱馬爾可夫模型，可根據人類情感概率的變化推斷得出相應的情感走向。研究如何度量人工情感的深度和強度的，定性和定量的情感度量的理論模型、指標體系、計算方法、測量技術。

(4)情感理解。通過對情感的獲取、分析與識別，計算機便可了解其所處的情感狀態。情感計算的最終目的是使計算機在了解用戶情感狀態的基礎上，作出適當反應，去適應用戶情感的不斷變化。因此，這部分主要研究如何根據情感信息的識別結果，對用戶的情感變化作出最適宜的反應。在情感理解的模型建立和應用中，應注意以下事項：情感信號的跟蹤應該是實時的和保持一定時間記錄的；情感的表達是根據當前情感狀態、適時的；情感模型是針對于個人生活的并可在特定狀態下進行編輯；情感模型具有自適應性；通過理解情況反饋調節識別模式；

(5)情感表達。前面的研究是從生理或行為特征來推斷情感狀態。情感表達則是研究其反過程，即給定某一情感狀態，研究如何使這一情感狀態在一種或幾種生理或行為特征中體現出來，例如如何在語音合成和面部表情合成中得以體現，使機器具有情感，能夠與用戶進行情感交流。情感的表達提供了情感交互和交流的可能，對于單個用戶來講，情感的交流主要包括人與人、人與機、人與自然和人類自己的交互、交流。（6）情感生成。在情感表達基礎上，進一步研究如何在計算機或機器人中，模擬或生成情感模式，開發虛擬或實體的情感機器人或具有人工情感的計算機及其應用系統的機器情感生成理論、方法和技術。到目前為止，有關研究已經在人臉表情、姿態分析、語音的情感識別和表達方面獲得了一定的進展。

情感計算具有廣泛的應用前景。計算機通過對人類的情感進行獲取、分類、識別和響應，進而幫助使用者獲得高效而又親切的感覺，并能減輕人們使用計算機的挫敗感，甚至幫助人們理解自己和他人的情感世界。計算機的情感化設計能幫助我們增加使用設備的安全性和娛樂性(如情感鼠標)，使經驗人性化，使計算機作為媒介進行學習的功能最佳化。在多媒體課件(特別是網絡課件)設計中，通過情感分析的概念解析功能，可以提高學習者的學習興趣和效率。多模式的情感交互技術能構筑更貼近人們生活的智能空間或虛擬場景，而機器人、智能玩具、游戲產業等則能構筑出更加人性化的風格和更加逼真的場景。

云計算：云計算是近年來一個熱門的技術名詞，很多專家認為，云計算會改變互聯網的技術基礎，甚至會影響整個產業的格局。正因為如此，很多大型企業都在研究云計算技術和基于云計算的服務，亞馬遜、谷歌、微軟、IBM、SUN 等IT 巨頭都在其中。幾年之內,云計算已從新興技術發展成為當今的熱點技術。從2003 年Google 公開發布的核心文件到2006 年Amazon EC2（亞馬遜彈性計算云）的商業化應用，再到美國電信巨頭AT&T（美國電話電報公司）推出的Synaptic Hosting（動態托管）服務，云計算從節約成本的工具到盈利的推動器，從ISP（網絡服務提供商）到電信企業，已然成功地從內置的IT 系統演變成公共的服務[1]。云計算是一個產生于IT 領域的概念，IT（Information Technology），即信息技術，包括感測技術、通信技術、計算機技術和控制技術等。在技術發展的歷程中，類似于電子商務，云計算也是一個比較模糊的技術術語。這其中一個原因是云計算可以在很多應用程序場景中運用，另外就是大量公司的商業炒作推動了這種趨勢。Gartner 公司是全球最權威的技術咨詢機構，它的技術成熟曲線就是根據技術發展周期理論來分析新技術的發展周期曲線（從1995 年開始每年均有報告），以便幫助人們判斷某種新技術是否采用。這個曲線將技術成熟的過程劃分為5個階段：一是萌芽期（Technology Trigger）又稱感知期，人們對新技術產品和概念開始感知，并且表現出興趣；二是過熱期(Peak of Inflated Expectations)，人們一擁而上，紛紛采用這種新技術，討論這種新技術。典型成功的案例往往會把人們的這種熱情加上把催化劑；三是低谷期(Trough of Disillusionment)，又稱幻想破滅期。過度的預期，嚴峻的現實，往往會把人們心理的一把火澆滅；四是復蘇期(Slope of Enlightenment)，又稱恢復期。人們開始反思問題，并從實際出發考慮技術的價值。相比之前冷靜不少；五是成熟期(Plateau ofProductivity)，又稱高原期。該技術已經成為一種平常。從加德納Gartner 公司2011 年的技術成熟度報告，我們可以看到云計算現在已經繞過了應用上的瓶頸，開始真正“落地”。云計算如一陣颶風席卷整個IT 界，伴之而來的優勢是非常明顯的。2012 年更是云計算快速發展的一年，各種云技術、云方案將陸續出臺，無論是早期亞馬遜的Cloud Drive，還是2011 年蘋果公司推出的iCloud，抑或是2012 年4 月微軟將要推出的System Center 系統等，都把目標盯緊了云計算這塊大“肥肉”。

云計算（cloud computing）是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。云是網絡、互聯網的一種比喻說法。過去在圖中往往用云來表示電信網，后來也用來表示互聯網和底層基礎設施的抽象。狹義云計算指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義云計算指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯網相關，也可是其他服務。它意味著計算能力也可作為一種商品通過互聯網進行流通。

云計算是繼1980年代大型計算機到客戶端-服務器的大轉變之后的又一種巨變。云計算的出現并非偶然，早在上世紀60年代，麥卡錫就提出了把計算能力作為一種像水和電一樣的公用事業提供給用戶的理念，這成為云計算思想的起源。在20世紀80年代網格計算、90年代公用計算，21世紀初虛擬化技術、SOA、SaaS應用的支撐下，云計算作為一種新興的資源使用和交付模式逐漸為學界和產業界所認知。繼個人計算機變革、互聯網變革之后，云計算被看作第三次IT浪潮，是中國戰略性新興產業的重要組成部分。它將帶來生活、生產方式和商業模式的根本性改變，成為當前全社會關注的熱點。

大數據：隨著云時代的來臨，大數據（Big data）也吸引了越來越多的關注。《著云臺》的分析師團隊認為，大數據（Big data）通常用來形容一個公司創造的大量非結構化和半結構化數據，這些數據在下載到關系型數據庫用于分析時會花費過多時間和金錢。大數據分析常和云計算聯系到一起，因為實時的大型數據集分析需要像MapReduce一樣的框架來向數

十、數百或甚至數千的電腦分配工作。對于“大數據”（Big data）研究機構Gartner給出了這樣的定義。“大數據”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。大數據”這個術語最早期的引用可追溯到apache org的開源項目Nutch。當時，大數據用來描述為更新網絡搜索索引需要同時進行批量處理或分析的大量數據集。隨著谷歌MapReduce和GoogleFile System（GFS）的發布，大數據不再僅用來描述大量的數據，還涵蓋了處理數據的速度。從某種程度上說，大數據是數據分析的前沿技術。簡言之，從各種各樣類型的數據中，快速獲得有價值信息的能力，就是大數據技術。明白這一點至關重要，也正是這一點促使該技術具備走向眾多企業的潛力。大數據可分成大數據技術、大數據工程、大數據科學和大數據應用等領域。目前人們談論最多的是大數據技術和大數據應用。工程和科學問題尚未被重視。大數據工程指大數據的規劃建設運營管理的系統工程；大數據科學關注大數據網絡發展和運營過程中發現和驗證大數據的規律及其與自然和社會活動之間的關系。大數據的4個“V”，或者說特點有四個層面：第一，數據體量巨大。從TB級別，躍升到PB級別；第二，數據類型繁多。前文提到的網絡日志、視頻、圖片、地理位置信息等等。第三，價值密度低。以視頻為例，連續不間斷監控過程中，可能有用的數據僅僅有一兩秒。第四，處理速度快。1秒定律。最后這一點也是和傳統的數據挖掘技術有著本質的不同。業界將其歸納為4個“V”——Volume，Variety，Value，Velocity。物聯網、云計算、移動互聯網、車聯網、手機、平板電腦、PC以及遍布地球各個角落的各種各樣的傳感器，無一不是數據來源或者承載的方式。首先，手中握有數據的公司站在金礦上，基于數據交易即可產生很好的效益；其次，基于數據挖掘會有很多商業模式誕生。

大數據的影響力也非常之大，大數據目前已經廣泛的運用到了實用階段，例如：谷歌搜索、Facebook的帖子和微博消息使得人們的行為和情緒的細節化測量成為可能。挖掘用戶的行為習慣和喜好，凌亂紛繁的數據背后找到更符合用戶興趣和習慣的產品和服務，并對產品和服務進行針對性地調整和優化，這就是大數據的價值。大數據也日益顯現出對各個行業的推進力。大數據時代來臨首先由數據豐富度決定的。社交網絡興起，大量的UGC(互聯網術語，全稱為User Generated Content，即用戶生成內容的意思)內容、音頻、文本信息、視頻、圖片等非結構化數據出現了。另外，物聯網的數據量更大，加上移動互聯網能更準確、更快地收集用戶信息，比如位置、生活信息等數據。從數據量來說，目前已進入大數據時代，但現在的硬件明顯已跟不上數據發展的腳步。以往大數據通常用來形容一個公司創造的大量非結構化和半結構化數據，而現在提及“大數據”，通常是指解決問題的一種方法，即通過收集、整理生活中方方面面的數據，并對其進行分析挖掘，進而從中獲得有價值信息，最終衍化出一種新的商業模式。雖然大數據目前在國內還處于初級階段，但是商業價值已經顯現出來。首先，手中握有數據的公司站在金礦上，基于數據交易即可產生很好的效益；其次，基于數據挖掘會有很多商業模式誕生，定位角度不同，或側重數據分析。比如幫企業做內部數據挖掘，或側重優化，幫企業更精準找到用戶，降低營銷成本，提高企業銷售率，增加利潤。未來，數據可能成為最大的交易商品。但數據量大并不能算是大數據，大數據的特征是數據量大、數據種類多、非標準化數據的價值最大化。因此，大數據的價值是通過數據共享、交叉復用后獲取最大的數據價值。在他看來，未來大數據將會如基礎設施一樣，有數據提供方、管理者、監管者，數據的交叉復用將大數據變成一大產業。據統計，目前大數據所形成的市場規模在51億美元左右，而到2017年，此數據預計會上漲到530億美元。利用ApacheHadoop等開放源碼技術，通過傳感器、RFID、社交媒體、呼叫中心記錄和其他來源提供的新型數據創造價值。出于這樣的目的，許多組織開始啟動自己的大數據治理計劃。所謂大數據治理，指的是制定策略來協調多個職能部門的目標，從而優化、保護和利用大數據，將其作為一項企業資產。大數據治理計劃也需要關注與其他信息治理計劃類似的問題。這些計劃必須解決以下問題：元數據。大數據治理需要創建可靠的元數據，避免出現窘境，例如，一家企業重復購買了相同的數據集兩次，而原因僅僅是該數據集在兩個不同的存儲庫內使用了不同的名稱。隱私。企業需要嚴格關注遵守隱私方面的問題，例如利用社交媒體進行數據分析。數據質量。考慮到大數據的龐大數量和超快速度，組織需要確定哪種級別的數據質量屬于“足夠好”的質量。信息生命周期管理。大數據治理計劃需要制定存檔策略，確保存儲成本不會超出控制。除此之外，組織需要設定保留計劃，以便按照法規要求合理處置數據。管理人員。最終，企業需要招募大數據管理員。例如，石油與天然氣公司內的勘探開采部門的管理員負責管理地震數據，包括相關元數據在內。這些管理員需要避免組織因不一致的命名規范而付款購買已經擁有的外部數據。除此之外，社交媒體管理員需要與法律顧問和高級管理人員配合工作，制定有關可接受的信息使用方法的策略。大數據的良好發展前景讓所有的公司都垂涎三尺，比如IBM就為此制定了方案，IBM的大數據戰略以其在2012年5月發布智慧分析洞察“3A5步”動態路線圖作為基礎。所謂“3A5步”，指的是在“掌握信息”（Align）的基礎上“獲取洞察”（Anticipate），進而采取行動（Act），優化決策策劃能夠救業務績效。除此之外，還需要不斷地“學習”（Learn）從每一次業務結果中獲得反饋，改善基于信息的決策流程，從而實現“轉型”（Transform）。基于“3A5步”動態路線圖，IBM提出了“大數據平臺”架構。該平臺的四大核心能力包括Hadoop系統、流計算（StreamComputing）、數據倉庫（Data Warehouse）和信息整合與治理（Information Integration and Governance）。如下圖所示。在大數據處理領域，IBM于2012年10月推出了IBMPureSystems專家集成系統的新成員——IBM PureData系統。這是IBM在數據處理領域發布的首個集成系統產品系列。PureData系統具體包含三款產品，分別為PureDataSystem for Transactions、PureData System forAnalytics和PureData System for Operational Analytics，可分別應用于OLTP（聯機事務處理）、OLAP（聯機分析處理）和大數據分析操作。與此前發布的IBMPureSystems系列產品一樣，IBM PureData系統提供內置的專業知識、源于設計的集成，以及在其整個生命周期中的簡化體驗。

高性能計算：高性能計算(HPC)指通常使用很多處理器（作為單個機器的一部分）或者某一集群中組織的幾臺計算機（作為單個計圖1.HPC 總線網絡拓撲算資源操作）的計算系統和環境。有許多類型的HPC 系統，其范圍從標準計算機的大型集群，到高度專用的硬件。大多數基于集群的HPC系統使用高性能網絡互連，比如那些來自 InfiniBand 或 Myrinet 的網絡互連。基本的網絡拓撲和組織可以使用一個簡單的總線拓撲，在性能很高的環境中，網狀網絡系統在主機之間提供較短的潛伏期，所以可改善總體網絡性能和傳輸速率。盡管網絡拓撲、硬件和處理硬件在 HPC 系統中很重要，但是使系統如此有效的核心功能是由操作系統和應用軟件提供的。HPC 系統使用的是專門的操作系統，這些操作系統被設計為看起來像是單個計算資源。正如從圖1和圖2中可以看到的，其中有一個控制節點，該節點形成了HPC 系統和客戶機之間的接口。該控制節點還管理著計算節點的工作分配。對于典型 HPC 環境中的任務執行，有兩個模型：單指令/多數據(SIMD)和多指令/多數據(MIMD)。SIMD在跨多個處理器的同時執 行相同的計算指令和操作，但對于不同數據范圍，它允許系統同時使用許多變量計算相同的表達式。MIMD允許HPC 系統在同一時間 使用不同的變量執行不同的計算，使整個系統看起來并不只是一個沒有任何特點的計算資源（盡管它功能強大），可以同時執行許多計算。不管是使用 SIMD 還是 MIMD，典型 HPC 的基本原理仍然是相同的：整個HPC 單元的操作和行為像是單個計算資源，它將實際請求的加載展開到各個節點。HPC 解決方案也是專用的單元，被專門設計和部署為能夠充當（并且只充當）大型計算資源。高性能計算-與傳統網格比較。

以上是老師講的大概內容以及一些自己課外查詢的資料，通過整理匯集成了這份報告。總之，IT前沿技術講座讓人收獲很多，作為未來IT行業的預備兵的我們應當做好準備，在充分了解前沿技術的前提下，掌握好前沿的技術，再續輝煌！！

第二篇：電子信息前沿技術結課報告

通過學習電子信息前沿技術，我加深了對本大類專業的認識與了解，明確了我要選擇的專業方向和未來的發展方向。初入大學的我必須承認，我對電子信息專業的認識與理解還是有一定的欠缺的。在此之前，我是不知道電子信息專業是干什么的，有哪些專業，哪些發展方向，甚至不知道要干什么，只記得想學習一下通信。但通過這幾周的學習，我初步了解了什么是電子信息，這幾周里，老師們細心地引導我們去了解電子信息領域前沿的技術，收獲頗多。

這幾周里，我了解了許多，無論是通信工程技術的基本概念、發展歷程、構成原理、系統，壓縮感知，人工智能，圖像識別，還是微納米檢測，集成電路，資料查詢的方法都讓我留下了深刻的印象。在大學既要有綜合能力，包括合作共事、語言表達、外語表達、持之以恒，又要有業務能力，包括硬件方面、軟件方面、創新能力、整體思維、實踐能力等，需要找到一個中心目標，一個長遠目標，這個社會本科生已經沒有競爭力了，要考研。大學專業本來就落后實際，所以要通過資料庫查詢了解該領域的前沿技術、最新技術，來補充落后的技術。

對于專業，我更喜歡通信工程，雖然它不是當今社會最熱的，但不會落伍。而在技術方面，我會選人工智能。“人工智能”一詞最初是在1956 年Dartmouth學會上提出的。從那以后，研究者們發展了眾多理論和原理，人工智能的概念也隨之擴展。人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。人工智能從誕生以來，理論和技術日益成熟，應用領域也不斷擴大，可以設想，未來人工智能帶來的科技產品，將會是人類智慧的“容器”。人工智能是對人的意識、思維的信息過程的模擬。人工智能不是人的智能，但能像人那樣思考、也可能超過人的智能。從1942年美國科幻巨匠阿西莫夫提出“機器人三定律”，到2016年AlphaGo對戰世界圍棋冠軍、職業九段選手李世安，并以4：1的總比分獲勝，人工智能慢慢的成長，近期飛速發展，它在人機對弈、模式識別、自動工程、知識工程等方面取得了累累碩果。繁重的科學和工程計算本來是要人腦來承擔的，如今計算機不但能完成這種計算，而且能夠比人腦做得更快、更準確，因此當代人已不再把這種計算看作是“需要人類智能才能完成的復雜任務”，可見復雜工作的定義是隨著時代的發展和技術的進步而變化的，人工智能這門科學的具體目標也自然隨著時代的變化而發展。它一方面不斷獲得新的進展，另一方面又轉向更有意義、更加困難的目標。可見，人工智能在未來領域一定會獨樹一幟，對社會的意義也是不可估量的。在一些電影里，像是《終結者》、《黑客帝國》里，人工智能智力超越人類，然后統治人類，霍金也曾表示“務必確保機器人站在我們這邊”“發明AI（人工智能）可能會成為人類歷史上最大的災難，如果管理不善，會思考的機器可能會為文明劃上句號”，還有幾個月前的Facebook研發的人工智能用人類不懂的語言交流，這些都表現出人們對人工智能發展的畏懼，害怕其發展會威脅到人類的存在。“未來的人工智能機遇與風險并存”，在我看來人工智能就未必會導致世界毀滅，智能只是智能，并不能代替人類，不管到什么時候，人類只可能是人工智能的主人，其思想不會超越人類。現階段對人工智能的畏懼只會阻礙社會發展，應摒棄舊的觀念，向前看。

總之，感謝老師開設這門課程，讓我們對本專業有了更全面的認識，為以后的學習指明了方向，我會以此為新的起點，好好學習每一門課程，珍惜在學校的學習機會，注重理論與實踐的結合，多多動手，多動腦，虛心向老師請教，好好學習，不斷提高自己。

第三篇：學科前沿技術

學科前沿技術

學術講座，它是研究生的一種學習途徑。利用課外學習時間，學校和學院給我們安排了一系列學術講座，在我看來，旨在豐富研究生學期生活，積累專業知識，拓寬視野。這些講座與我們專業知識緊密相關，但是卻不單一，涉及不同課題觀摩聆聽名師講座，名師神采飛揚，聽者亦有心得。一千個讀者的心中有一千個哈姆雷特。而面對著鮮活的教學對象，智慧的教師必然沒有相同的課堂。聽學術講座過程中，不僅可以領略各行各業專家的口才藝術，還可以開闊視野，學到課堂上學不到的知識。計算機前沿類講座旨在幫助我們了解相關領域的學科前沿知識，更好地學習、思考。這些專家老師以自己的學識和閱歷向我們展現了當今IT業發展的現狀以及存在的問題，引導我們積極思考，使其我們收獲頗多。

通過惠普、師創、傳智博客的專家老師的講座，我學到了很多知識，同時也了解了很多我曾經沒有接觸的知識和沒有思考過的問題。這幾次的報告都讓我感觸很深。尤其是在我即將面臨實習、畢業、就業的關鍵時刻，處于很迷茫的狀態，不知道該具體從事哪些方面的工作，和在即將面臨社會的懵懂和期待等等，在聽完專家老師的報告后，讓我瞬間清晰起來，讓我不再那樣的迷茫，使我更加了解計算機這個行業當中的不同崗位的信息，讓我有了對某方面的興趣，想從事這一方面的工作。同時，專家老師也給我們講述入職的一些技巧和面試當中遇到的問題與技巧，更加提高了我對未來的憧憬。

在惠普的這次報告中，讓我更加深處的接觸與了解到大數據和商務智能等方面的專業技能，在師創的講座中，使我了解了軟件工程的這個行業，更加深刻的認識什么是軟件工程，軟件工程是用來干什么等等。而在傳智博客的講座中，讓我了解了和更深刻的學習了JavaEE、Android、PHP、UI、IOS、前端、C++、網絡營銷、Python、云計算、全棧工程師等學科知識。

這學期總共聽了四次前沿科技講座，讓我對計算機前沿領域的研究方向有了一定的了解，也讓我對我們在本科階段所學的基礎知識和前沿研究領域的聯系有了一些知識。通過這四次講座，我了解到以前許多從未接觸過的領域，對曾經有所了解的領域也加深了認識，更重要的一點是，通過這一系列的前沿講座，讓我認識到我們在本科階段所學的專業知識在未來專業領域發展所處的地位與聯系。曾經我覺得我們學的許多課程過于理論化，在以后的實際工作中起不了太大的作用。但是通過幾次講座課讓我認識到許到領域的研究離不開這些比較基礎的理論知識的，而且比較全面的基礎專業課框架有助于對某一領域有比較深的認識和理解。特別是聽了專家講解了他們公司的有關研究情況后，我深刻地認識到在技術領域如果想做到行業的高水平，僅僅靠已有的技術知識進行產品開發遠遠不夠，必須有過硬的專業基礎知識，加上對相關的領域的深刻研究，不斷革新技術才能走在行業的前沿。通過這四次的講座除了開闊我們的視野，加深了對自己專業的了解之外，可能另一個影響是為我們在今后深造或研究提供一個方向的參考，給我帶來的是一種專業領域的綜合了解，聽完了講座后，讓我對自己所學的專業更感興趣，提升我的學習熱情。而且通過講座可以使我對計算機各個領域的知識體系有個比較完整的認識，也認識我們所學的一些基礎學科在未來研究領域和實際工作中的作用和地位，以便讓我知道我們學的是什么，有什么用。

第四篇：電氣前沿技術讀書報告

同濟大學電子與信息工程學院

讀書報告

課程名稱：電氣工程發展前沿

專業：電氣工程 學號： 姓名：

前言

非常有幸在研究生一年級第一學期學習了電氣工程發展前沿這門課。電氣工程發展前沿這門課程介紹了電氣工程各個領域的前沿研究方向，使我了解到電氣工程相關領域的技術發展現狀和前沿技術，使我對電氣工程的理解達到了一個新的層次，為畢業后從事電氣工程及相關領域的設計制造、運行維護和科學研究工作打下了認識基礎。

前沿技術是指高技術領域中具有前瞻性、先導性和探索性的重大技術，是未來高技術更新換代和新興產業發展的重要基礎，是國家高技術創新能力的綜合體現。

選擇前沿技術的主要原則：

一是代表世界高技術前沿的發展方向。

二是對國家未來新興產業的形成和發展具有引領作用。三是有利于產業技術的更新換代，實現跨越發展。四是具備較好的人才隊伍和研究開發基礎。

部分內容如下：

牟龍華老師：分布式發電與微網關鍵技術、面向智能電網的區域集成保護 張逸成老師：大功率DC/DC變換器的關鍵技術及問題 林濟鏗老師：智能電網

金立軍老師：電氣絕緣與故障檢測 李銳華老師: 新能源轉換及應用新技術 朱琴躍老師: 高速列車

康勁松老師：電動汽車電驅動系統現狀與發展 向大為老師：變流器在線監測與故障診斷技術 等。

在此，感謝所有講課的15位老師的辛勤付出。

本次結課論文的要求是選取各位老師所講的一個方面來談談體會，所以我決定談談我對我國電力系統以及分布式發電與微網的思考。

對電力系統的思考

一、關于電力系統發展現狀 改革開放以來，我國電力行業發展迅猛，電源結構不斷調整，火電優化水平提高，水電、核電開發力度加大，電網建設不斷加強，電力環保成績顯著，電力裝備技術不斷提高，多項技術已經達到國際先進水平。進入21世紀，電力需求更加旺盛，發展潛力巨大，電力建設任務仍十分艱巨，電力系統的主要發展趨勢是開發新能源，開發節能環保的新產品，降低設備的功耗，加快研究更高一級的電壓輸電技術，推廣柔性輸電技術，加快電網建設，優化資源配置，繼續推進城鄉電網建設與改造，形成可靠的配電網絡。鑒于此，我對我國電力系統的發展認識概括為擴容、節能、環保。

二、關于電力系統容量的擴大 首先，我覺得我國電力系統容量擴大的需求從側面反映了我國經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，這是讓人值得興奮的事。電力系統容量的不斷增大不僅是因為我國生產力不斷發展導致的能源需求增大，也反映了我國能源需求與實際分布的不對稱。鑒于此，我覺得我國電力系統的發展應該著力于在一定程度上抑制電力系統向過“巨”發展，因為過于龐大的電力系統要相當高技術的維護和保障措施才能保證其較低的故障率，若其一旦故障會造成大面積停電，影響很大。需求增大而系統不能過大，則要求盡量結合當地的能源結構實現電力的自給自足。其次，建立小范圍區域內的電力能源調動平衡。再次，建立全國性的主干能源線路以備大范圍停電。

三、關于電力系統的節能 隨著人類文明的不斷進步，能源的消耗水平日益升高。尤其考慮到化石能源的不可再生性，在能源領域的節能倡導呼聲越來越高。考慮到我國電力能源中，煤電的比例占到7成多，我國的電力系統節能更是負擔重大，這關系到我國能源的安全和國民生活的穩定。電力系統的節能主要體現在電廠的廠用電率和輸電時的線損率。這兩項的優化主要體現在生產和輸入電力的設備生產工藝以及結構原理設計。

四、關于電力系統的環保 在環境日益惡化的今天，環保一詞無處不在。能源領域作為人類生產生活的基礎領域，注重環保尤其重要。雖然電力作為能源家族中較為環保的存在，其在生產階段對環保的要求同樣不可丟棄。由于電力需求日益增大，導致電力生產對環境的影響逐步增大，甚至達到決定性水平。鑒于此，我國的電力生產要注重增大更加清潔的風電、水電、核電以及太陽能發電等的比重并加大新的清潔能源的開發。

五、結論

隨著我國對電量需求的不斷增大，我覺得我國電力系統將向著大網設計微網運行、更新設備完善設計以及提高技術環保節能的大方向發展。在我國一代代電力人的不懈努力下，我國電力系統的前景將無限光明。

對分布式發電與微網的思考

分布式發電系統是利用多種分散的能源進行發電的系統，如風能等可再生能源發電系統以及CCHP，分布式發電系統具有可利用豐富的清潔和可再生能源的優點，但一些可再生能源具有間歇性和隨機性。分布式電源接入常規電網并網運行，易滿足負荷需求，有助于可再生能源高效和規模化利用。目前分布式電網面臨著不可調度，功率波動等問題。分布式發電技術是充分開發和利用可再生能源的理想發生，它具有投資小、清潔環保、供電可靠和發電方式靈活等優點，可以對未來大電網提供有力補充和有效支撐，是未來電力系統的重要發展趨勢之一。

智能配電網就是以配電網高級自動化技術為基礎，通過應用和融合先進的測量和傳感技術、控制技術、計算機和網絡技術、信息與通信等技術，利用智能化的開關設備、配電終端設備，在堅強電網架構和雙向通信網絡的物理支持以及各種集成高級應用功能的可視化軟件支持下，允許可再生能源和分布式發電單元的大量接入和微網運行，鼓勵各類不同電力用戶積極參與電網互動，以實現配電網在正常運行狀態下完善的監測、保護、控制、優化和非正常運行狀態下的自愈控制，最終為電力用戶提供安全、可靠、優質、經濟、環保的電力供應和其它附加服務。傳統的電力系統是一個剛性系統，柔性及可組性較差。智能電網可實現對電網的全景信息的獲取和控制；與傳統電網相比，智能電網將進一步優化各級電網控制。目前用戶停電95％以上是由配電網的原因引起的，智能配電系統所具有的自愈功能將使事故發生時用戶遭受的停電風險降至最低。

智能配電系統的雙向性（雙路通信、雙向表計）將促進電網公司和客戶之間的互動溝通，有利于促進電力需求側管理，使客戶享受更多的電價優惠，從而進一步提升電力服務水平。有利于提供更加優質的電能（定制電力）、用戶分布式新能源大量接入以及各種新型電氣設備的應用。

智能配電網可實現配電網優化運行，提供更加可靠的電能，推動新能源革命，促進環保和可持續發展。

現代“微網”的概念于2001年美國Lasseter教授提出。是由負荷和微電源（分布式電源）及儲能裝置共同組成的有機系統。微電源主要通過電力電子技術實現能量轉換和控制。

微網的形式和種類多種多樣，能夠整合多種形式的分布式電源，將微電源、電網和用電設備有機地整合，實現多種能量形式集中管控。微網對配電網來說是“柔性負荷”或“可控負荷” 眾多的微網接入后對配電網及電網的影響不可忽視。微網可實現優化負荷特性，對智能用電的控制，同時微網是智能配電網的有力支撐，通過優化組合電源的運行方式減輕配電網的負擔，利用網內通信條件引導用戶參與優化過程。

微網的運行方式可分為孤島運行與并網運行兩種運行模式，運行方式轉變是平滑、可控的，通過PCC點的開關進行。可以互為備用。微網的主要控制設備有分布式發電控制器、可控負荷控制器、中央能量管理系統、繼電保護裝置。控制策略主要有并網PQ控制、孤島U/f下垂控制、可控負荷控制策略、虛擬同步發電機技術。

智能配電信息系統在智能電網中起到重要作用，是配電系統各部件實現相互聯系的重要保障，是實現兼容、自愈、互動和優化的技術基礎。

內容涵蓋信息整合、設備管理、用戶需求管理、業務流程管理、運行調度管理及信息安全等。

智能配電網的發展目標是實現電網自愈，以下問題需要集中研究、迫切解決： ①分布式與可再生能源的無縫接入與微網運行； ②提高供電可靠性和電能質量；

③降低擾動對電網的影響和停電對用戶的影響；

④增強用戶的互動作用，鼓勵用戶參與電網調峰，進行需求側管理； ⑤降低運行和維護費用；

⑥為用戶提供更多的用電選擇和附加服務。

隨著能源的發展，社會的進步，科技和信息化水平的不斷提高以及全球資源與環境問題的日益突出，能源的開發利用面臨著新的挑戰。當今世界正在進行一場以新能源大規模開發利用為顯著標志的能源產業革命。與長期廣泛使用，技術上較為成熟的常規能源（如煤、石油、天然氣、水能等）相比，新能源是指在科學技術基礎上開發利用的非常規能源，包括風能、太陽能、海洋能、地熱能、生物質能、氫能、核聚變能。從世界來看，一次化石能源是有限的，從長久來看，新能源將是未來人類的主要能源來源，新能源發電是指把新能源轉換為電能的過程。我國當前在新能源發電及接入技術和技術管理層面存在的問題主要為以下幾個方面：由于電源結構而導致的調峰能力問題；電網資源配臵能力難以滿足風電基地遠距離電力外送問題；新能源發電及接入技術標準與檢測認證體系問題；新能源發電功率預測及調度決策支撐系統問題；及配電網建設適應新能源發電分布式接入問題。

光伏發電將呈現大規模集中接入與分散接入并舉的發展態勢。一是需要建設完備的新能源發電的資源數據平臺和運行數據平臺；二是要進行新能源電站模型的深化研究，掌握風電、光伏等新能源電站的參數辨識技術；三是結合新能源發電并網運行調度對仿真分析提出的新要求，研究適用于不同時空尺度下的時序仿真技術；四是新能源并網規劃技術，開發相應的工具軟件。一是分布式新能源的配電網的規劃設計技術；二是分布式新能源接入配電網運行控制技術，三是在分布式儲能、用戶側的能源高效利用方面進行研究，使得現有配電網能夠適應供電結構變化帶來的運行方式差異，逐步實現分布式新能源的即插即用。

分布式發電接入配電網時，除基本要求外，還需要滿足一些其他要求，主要包括對配電網事故情況下的響應要求、電能質量方面的要求、形成孤島運行方式時的要求、控制和保護方面的要求以及投運試驗的要求等。

1.分布式發電接入配電網的基本要求

（1）與配電網并網時，可按系統能接受的恒定功率因素或恒定無功功率輸出的方式運行。分布式發電本身允許采用自動電壓調節器，但在運行電壓調節時應遵循已有的相關標準和規程，不應造成在公共連接點（Point of Common Coupling，PCC）處的電壓和頻率頻繁越限，更不應對所聯配電網的正常運行造成危害。一般而言，不應由分布式發電承擔PCC處的電壓調節，該點的電壓調節應由電網企業來負擔，除非與電網企業達成專門的協議。

（2）采用同期或準同期裝置與配電網并網時，不應造成電壓過大的波動。（3）分布式發電的接地方案及相應的保護應與配電網原有的接地方式相協調。

（4）容量達到一定大小（如幾百千伏安至1MVA）的分布式發電，應將其連接處的有功功率、無功功率的輸出量和連接狀態等方面的信息傳給配電網的控制調度中心。

（5）分布式發電應配備繼電器，以使其能檢測何時應與電力系統解列，并在條件允許時以孤島方式運行。

（6）與配電網間的隔離裝置應該是安全是，以免在設備檢修時造成人員傷亡。

隨著分布式發電技術水平的提高、各種分布式電源設備性能不斷改進和效率不斷提高，分布式發電的成本也在不斷降低，應用范圍也將不斷擴大，可以覆蓋到包括辦公樓、賓館、商店、飯店、住宅、學校、醫院、福利院、療養院、大學、體育館等多種場所。目前，這種電源在我國僅占較小比例，但可以預計未來的若干年內，分布式電源不僅可以作為集中式發電的一種重要補充，而且將在能源綜合利用上占有十分重要的地位。

相對電力系統而言，微電網類似于一個獨立的控制單元，其中每一個微電源都具有尖端的即拔即插功能。對每一個微電源，最關鍵的是它本身的接口、控制、保護以及對微電網的電壓控制，潮流控制和維持其運行穩定性。一個重要的功能是微電網的聯網運行和孤島運行方式見的平穩轉移。在微網中，為了防止微電網與配電網解列時對微電網內負荷的沖擊，微電網的配電結構需重新設計，將不重要的負荷接在同一條饋線上，重要或敏感的負荷接在另外饋線上。接敏感負荷的饋線上裝有分布式電源、儲能元件及相應的控制、調節和保護設備。如此，在微電網與主網解列時，通過隔離裝置可甩去一些不重要負荷，但仍能保證一些重要負荷的正常、連續運行。

展望

如果在二十世紀中期以前，電工學的發展主要基于電磁場與固體的相互作用，電機學主要在發展旋轉電機，則從新原理與新理論的角度看，二十世紀后半期電工新技術的重大進展則基于電磁場與流體的相互作用的研究和直線電機研究的深入。這時物理與天文研究中發展起來的等離子體物理學與電磁流體力學開始向工程應用方面蓬勃前進，與人類能源、電力、交通及其他工業發展的需要相結合，開創并推進著受控核聚變，半導體的發展為電工領域提供了多種電力器件與光電器件。電力電子器件為直流輸電，電氣鐵路，各種節能電源和自動控制的發展做出了重大貢獻。光電池效率的提高及成本的降低為光電技術的應用與發展提供了良好基礎，使太陽能發電已在邊遠、缺電地區得到了實際應用，并有可能在未來電力提供中占有一定的份額。

受國際金融危機的影響，我國電力需求暫時放緩，這在客觀上為調整和優化電力和能源結構提供了有利條件和機遇。智能電網為相關企業提高運行效率及可靠性、降低成本描繪了一個藍圖。通過對電力生產、輸送、零售各個環節的優化管理，可以節省電費、實現智能管理、具有更強的可靠性和使用效率、增加可再生能源的使用、支持混合動力車的接入，以及使家電設備智能化。以智能電網的建設促進優化企業管理、全面節能減碳。

電力電子技術正在不斷發展，新材料、新結構器件的陸續誕生，計算機技術的進步為現代控制技術的實際應用提供了有力的支持，在各行各業中的應用越來越廣泛。電力電子技術在電力系統中的應用研究與實際工程也取得了可喜成績。基于環境保護、節能減排和可持續性發展的要求，越來越多的新能源發電系統滲透在電力系統中。而投運的直流輸電工程不斷增加，產生了巨大效益；柔性交流輸電技術尚未大范圍使用，但效果顯著，前景美好。配電網中用戶電力技術作為一種新型的電力技術和先進的電力經營理念，將成為未來智能電網中不可缺少的重要組成部分，也必將極大的推進我國電力事業發展。

體會

通過對電氣工程發展前沿課程的學習，我們對電氣工程專業有了更進一步的了解，也了解到了目前電氣工程發展的狀況，和我國電力的現狀，目前我國的電力發展還很低，相比較發達國家而言，還有很大的路要走，隨著各行業對電力依賴越來越高，電力工業成為國民生產的基礎命脈。怎樣節約能源，和發展新的能源，方便的運用能源，是我們需要去研究的，電網的自動調節，新型能源的開放，都是新的發展方向。

最后，再次感謝電氣工程系講授這門課程的各位老師！

第五篇：機械工程前沿技術實例分析

機械工程前沿技術先進性的實例分析

摘要: 針對目前制造業中存在的問題和困難，論述了機械工程前沿技術的主要內容和特點，以豐田公司的精益生產和并行工程在車輛產品可靠性管理中的應用為實例，分析了機械工程前沿技術的優勢和先進性。最后，針對企業如何應用機械工程前沿技術的問題提出了幾點相關措施和建議。關鍵詞：機械工程前沿 精益生產 敏捷制造 并行工程 前言

21世紀以來，機械工業發展迅速，傳統的制造業中存在著的問題越來越突出，制造過程對柔性和高自動能力的要求不斷提高，產品開發周期長，生產成本過高，知識存儲與管理效率不高，建立系統模型困難，顧客對產品質量滿意度不高，因此市場競爭力下降。隨著科學技術的進步，消費者對產品的需求也日趨個性化和多樣化，市場日趨多變、產品生命周期短、更新換代快、品種增加、批量減小, 顧客對產品的交貨期、價格和質量的要求越來越高, 企業競爭已轉為快速、優質、低成本、服務好等方面的競爭。在這種情況下，許多制造企業的生產方式正從傳統的大批量生產朝著多品種小批量生產方向調整，生產制造過程更加柔性化。而機械工程前沿技術的發展為我們提供了一條解決這些問題并提高產品質量和市場競爭力的有效途徑。機械工程前沿技術概述

機械工程前沿的主要技術和內容有以下幾個方面：1）成組技術；2）精益生產（Lean Production）；3）敏捷制造（agile manufacturing）；4）并行工程（concurrent engineering）；5）CAD/CAPP/CAM；6）虛擬制造；7）CIMS等。

成組技術是按一定的相似性準則分類編組，并以這些組為基礎，組織成產各個環節，實現多品種小批量生產的產品設計、制造和管理的合理化。從而克服傳統小批量生產方式的缺點，使小批量生產能獲得接近大批量生產的技術經濟效果。它的根本目的是提高工作效率, 減少重復勞動, 從而提高經濟效率。精益生產是通過系統結構、人員組織、運行方式和市場供求等方面的變革，使生產系統能很快適應用戶需求不斷變化，并能使生產過程中一切無用、多余的東西被精簡，最終達到包括市場供銷在內的生產的各方面最好的結果。

敏捷制造是指制造業采用現代通信手段，通過快速配置各種資源（包括技術、管理和人），以有效、協調的方式響應用戶的需求，實現制造的敏捷性。其核心是企業在不斷變化、不可預測的經營環境中的快速重構能力，具體表現為多個企業的核心制造能力構成的動態聯盟/虛擬企業。

并行工程是指對產品及其相關過程(包括制造過程和支持過程)進行并行、集成設計的一種系統化工作模式，并行工程要求在開發設計產品的同時，同步地設計產品生命周期的有關過程，力求產品開發人員在設計階段就考慮到整個生命周期的所有因素，包括設計、制造、裝配、檢驗、維護、可靠性和成本等。

CAD/CAM/CAPP技術是最近幾十年來迅速發展起來并得到廣泛應用的多學科綜合性的新技術，已成為產品開發的有力工具, 新產品的開發周期由過去幾年開發一個到現在一年開發幾十種, 給企業帶來了巨大的經濟和社會效益。它們的應用適應了當前產品需提高設計質量，快速更新換代的需求。

虛擬制造實現了從產品的設計、加工、制造到檢驗全過程的動態模擬，并對企業的運作進行了合理的決策與最優控制．虛擬制造以產品的“軟”模型取代了實物樣機，通過對模型的模擬測試進行產品評估，能夠以較低的生產成本獲得較高的設計質量，縮短了產品的發布周期，提高了企業生產效率。

總的來說，信息技術的飛速發展、競爭激烈的買方市場的形成, 全球大市場和貿易體系的建立、知識經濟的興起以及社會對可持續發展和環境保護問題的日益關注, 使得制造業的生產方式面臨著巨大的變革。而機械工程前沿技術正是面向這一趨勢發展起來的先進的生產模式，運用這些技術能夠使生產過程更加柔性化，降低生產成本，最重要的是可以提高產品質量，滿足用戶需求，從而提高市場競爭力。下面我們就以兩個實例來分析采用機械工程前沿技術的好處。豐田公司的精益生產

談到精益生產就不得不談豐田公司的精益生產模式，豐田精益生產的主要特征為：對外以用戶為“上帝”，對內以“人”為中心，在組織機構上以“精簡”為手段，在工作方法上采用“Team Work”和“并行設計”，在供貨方式上采用“JIT”方式，在最終目標方面為“零缺陷”。

豐田公司主要采用的辦法有：

（1）改變勞資關系，同舟共濟。使工人成為公司的一員，將工人自己的利益與公司的利益聯系在一起。而公司亦將工人看作自己的資本，而且是比機器設備更重要的資本。公司為了充分發揮這些資本的作用，就不斷對工人進行培訓以提高工人的技能，并充分發揮他們的作用。

（2）發現問題隨時修改，實行小組化工作方式并制定了一套解決質量問題的制度，叫做“五個為什么”，告訴每個工人如何系統地追溯每個差錯的基本原因，要層層深入地找問題的根源，最后找出改進問題的措施，使這種問題不致于再發生。這是全面質量管理的思想之一。

（3）供貨環節采用拉動式實時供貨系統。只有當下一個工序需要時才向上一個工序提出供貨要求，上道工序可以在極短的時間內制造出所需要的零件并恰好在需要時送到下道工序。另外，豐田公司與供貨協作廠之間都相互有對方的股份。當短期內負荷太大時，把自己的人員借給協作廠，有時，把豐田公司的高級管理人員輸送到協作廠去擔任高級職務。各協作單位都需密切參與豐田的新產品開發。這樣使得雙方共同努力，順利合作，以降低成本、提高質量、共同受益。

（4）與顧客的關系方面豐田公司逐步取消在不知道顧客是誰之前就大批生產汽車的做法，轉向按定單組織生產。他們通過將零售商集成進生產系統，將顧客結合進產品開發過程而與零售商和顧客之間建立了一種長期的、穩定的合作關系。

（5）新產品開發方面，豐田所組織的工作小組里包括各方面的專業人員，并且賦于組長強大的權力。這種打破部門界限的并行工作方式，對提高生產率、保證產品質量、快速響應用戶的需求等方面都取得巨大成功。

通過以上各種改革，使得豐田在生產率、產品質量以及對市場的應變能力方面都取得世人矚目的成就。豐田的精益生產成為了多品種、小批量的經典管理方法。正符合當前生產由單一品種單一型號的大批量生產方式向面向市場的多品種小批量生產方式轉變的實際。而生產控制管理作為精益生產的典型特征和基礎性問題的重要組成部分, 是實現生產計劃和生產作業的重要手段。4 并行工程在車輛產品可靠性管理中的應用

可靠性問題貫穿車輛產品的設計、試驗、制造、檢測、銷售以及售后服務的全過程，是衡量汽車質量的一個主要標準。車輛可靠性工作與各個部門的信息集成是基于并行工程的車輛可靠性管理的重要組成部分。

以汽車車架為例, 車架是整個汽車的基礎件, 它的主要功能是直接或間接支承、連接和安裝車身、發動機、傳動系、行駛系及操縱機構各總成部件, 并使它們保持正確的相對位置。HFC6703 客車車架是由2 根縱梁和7 根橫梁組成的剛性結構,通過銷售部門和維修網點搜集到的用戶反饋信息, 發現車架斷裂是車架失效模式中最不希望發生的事件。

運用自行開發的FTA 軟件繪制車架橫梁斷裂這一失效形式的故障樹圖, 再根據調研統計及專家打分評判得到車架斷裂故障樹各類底事件的失效概率, 以及由FTA 軟件對車架橫梁斷裂進行定性、定量分析。結果如表1所示。

表1 車橫梁斷裂最小割集失效概率及定性、定量分析表

序 最小 發生 概率 結構 關鍵 號 割集 概率 重要度 重要度 重要度 1 超載及路況差 0.12 0.91572 0.0625 0.56595 2 連接件孔應力集中 0.01 0.81398 0.0625 0.041922 3 緊固件個別松動、斷裂 0.001 0.080664 0.0625 0.0041545 4 發動機扭震大 0.06 0.85727 0.0625 0.26491 5 工藝質量差 0.015 0.81811 0.0625 0.063203

將此信息反饋給相關各部門。設計部門可以適當加大縱梁斷面尺寸 , 采用較厚的板材, 并合理選定斷面形狀。同時, 銷售和售后服務部門應加強對用戶的技術培訓, 避免違規超載。

其次，將這些信息反饋給相關部門后, 設計部門可以通過合理匹配發動機支架的剛度和阻尼以降低發動機扭振的影響程度;制造部門要采用標準的操作方式, 對關鍵零部件進行質量檢測, 嚴格把關, 以提高產品質量。

通過HFC6703 車架主要失效原因的分析、反饋和改進這個實例, 可以看到在車輛產品開發的可靠性管理過程中應用并行工程, 能有效地降低生產成本, 縮短產品開發的周期，提高產品質量。并能快速響應市場的變化, 從而提高產品在市場中的競爭力。應用與實施分析

現代企業之間競爭日趨激烈，本文認為一個制造企業要在這種環境下謀生存、謀發展必須首先把消費者當做上帝，盡可能提高消費者的滿意度。而當今社會消費者對產品的需求日趨個性化和多樣化，市場日趨多變、產品生命周期短、更新換代快、品種增加、批量減小, 顧客對產品的交貨期、價格和質量的要求越來越高,在這種情況下，就要求企業必須采用先進生產管理技術來提高企業競爭力，只有這樣才能在殘酷的競爭中脫穎而出，機械工程前沿技術正是企業最好的選擇，下面簡單說明其應用措施。

應用機械工程前沿技術的各種措施：（1）從組織上實現對工人的要求

要求工人是多面手，對小組的工作集體負責外，要求工人全面了解全廠的情況，并把工廠的全部信息公布出來，工廠任何地方出現任何差錯，誰知道怎么解決問題就會去幫忙。

（2）改變單調枯燥的重復工作

在組織管理中，工人是多面手，動態的工作小組集體負責，工作中充滿了創造性的解決問題的挑戰，生產活動不再枯燥無味。

（3）從推動方式變成拉取方式

傳統的生產方式，為了使后工序不致停工停料，總是在前工序多生產一些產品（零件），即由前向后推動方式，容易形成浪費。精益生產則是拉取方式，即后工序只在必要時候到前工序領取必要物品，且前工序只生產要被取走物品，即準時生產（JIT）的概念。（4）廣泛應用計算機技術

除了分布式數據庫和大范圍的計算機通訊網絡之外，CAD、CAM，計算機仿真與建模分析技術，作為先進技術的代表，在敏捷企業中加以應用。（5）強調標準和法規的作用

要強化標準化組織，使其工作不斷跟上環境和市場的改變，各種標準能及時演進。現行法規應跟隨國際市場和競爭環境的變化而演進。（6）精簡組織機構，提高管理效率

盡量去掉一切多余的環節與人員。在組織機構上，縱向減少層次，實行分布式網絡管理結構。

（7）精益求精抓質量，實現產品零缺陷

注重源頭質量控制，這意味著必須一次就把工作做好，而一旦出現錯誤，就立即停止該工序或裝配線的工作。工人成為自己工作的檢查者，每人都必須對產品質量負責。結束語

通過文中所列舉的兩個案例可以看出，采用機械工程前沿技術，在提高產品質量，降低生產成本，縮短產品開發周期，提高企業市場競爭力和應變能力方面，能夠發揮重要作用，可以顯著提高企業的現代化管理水平，使企業取得更大的總體經濟效益。參考文獻

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