计算机在艺术设计中的应用和影响

第一篇：计算机在艺术设计中的应用和影响

计算机在艺术设计中的应用和影响

第一作者1，第二作者2

1罗旭红 镇江 212000

Email:yuejinziwei@hotmail.com

2俞炘 镇江 212000

Email: jsjwxks@163.com

摘要: 21世纪,以信息技术为代表的科学技术的迅猛发展，对人类的生产方式、生活方式、思维方式等都产生了深刻的影响。我们赖以生存的环境日益被计算机技术、网络技术和信息技术渗透和包围着。随着计算机技术的进步及从事艺术设计人员的加入，计算机已经成为当今设计领域的重要组成部分。人脑和电脑的关系正在发生着深刻的变化，在这样的大背景下，设计和艺术设计,在内容和方法上都要求每一个设计师根据社会科学技术的发展和艺术发展规律的变化,探索新的设计策略和方式。它的成功不仅在于联通了科学与艺术，更重要的是它让人类把握设计传统，更自由地架设未来。现代设计在不摒弃传统的设计方式的同时,又包含着电子世界的语言，在现实中发展且改变着现实，真正为人类服务。

关键字：艺术，计算机，设计，应用，影响LuoXuGong zhenjiang 212000

Email: yuejinziwei@hotmail.comYuXin zhenjiang 212000

Email: jsjwxks@163.com

Abstract: in the 21st century, information technology as a representative of the rapid development of science and technology to human beings, mode of production, life style and thinking mode etc are produced profound effect.Our survival environment is increasingly being computer technology, network technology and information technology penetration and circling it.Along with the computer technology and engaged in art design personnel to join, computer has become the most important part of design field.The relationship human brain and a computer is undergoing profound changes, in the background, design and art design, the content and methods in all requirements every designer according to the social development of science and technology and art development rule changes, explore new design strategies and ways.It is not only the success of science and art, China unicom more important is it let the humanity grasps the design tradition, more freedom to set up the future.Modern design in traditional design way don't abandon, and meanwhile containing electronic world language, in reality development and change the reality, really for mankind.Key word: art, computer, design, application, influence

要想了解其本质就必须知道其是什么，本文总体来说就只有四个字那就是“数字媒体”，[1]关于数字媒体，冯广超学者这样定义：数字媒体，简言之，就是以数字化形式传递信息的媒介。从微观上来说，以数字的形式存在的内容，储存、传输、接收数字媒体内容的设备均可叫做数字媒体；从宏观上来说，数字内容、设备和介质都可以叫做数字媒体。国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）对媒介（Medium）的定义有五种：感觉媒体（Perception Medium），包括声音、文字、图形和图像等，物质的质地、形状、温度等；表述媒体（Representation Medium），包括为了加工感觉媒体而构造出来的一种媒体，如语音编码、图象编码等各种编码；表现媒体（Presentation Medium），包括感觉媒体与通信电信号进行转换的一类媒体；存储媒体（Storage Medium）,包括用于存放媒体的一类媒体，如硬盘、光盘等；传输媒体（Transmission Medium），包括用来将媒体从一处传送到另一处的物理传输介质，如各种通信电缆等。

而电脑艺术设计的基本特征则有以下几点：[2]

1高效、快速且精度极高。高效快速是电脑取代手工的重要原因之一。据有关资料统计，电脑的应用使设计周期缩短了三分之二至六分之五，工艺的设计周期缩短五分之四至十分之九，效率平均提高二至二十倍。精度高是电脑的另一特长。通常现行的高档PC软件其精度即可达到小数点后的十几位。

2色彩极其丰富。随着硬件价格的降低，二十四位色彩已经很容易被人们接受了，这意味着一千六百多万种颜色可供屏幕选择。

3修改快速保存方便。电脑中以迅速完成对任何局部的修改而无需像手工方式那样从头来做，保存方便而且可以随意复制，因此极大地降低了成本。

4便于演示。引导使用者走进一个虚拟的空间来欣赏设计者的作品已不是一个新鲜的话题。电脑的真实感和通用性带来了使用者更多的参与，而使用者的广泛参与使设计这种社会

化的工作变得更加社会化了，或许电脑将最终促成艺术民主化理想的实现。

当前，信息技术已经逐渐渗透到人类生存环境的方方面面，以信息技术为内涵的各要素与人类活动相互作用，构成了我们赖以生存的环境空间。人类生产和创造活动中，实用与美观相结合，赋予物品物质与精神的双重作用，这是人类设计活动的一个基本特征。人类在享受物质生活的同时又产生了对精神生活的向往。高质量的精神生活带给人类的是更为愉悦的享受，它能陶冶人的情操，赋予人高尚的品质和向往美好生活的激情。

计算机的发明和运用，多媒体 网络 的逐渐普及，信息高速公路的建立，使计算机成为艺术设计的好帮手，使科学和艺术设计更密切地结合，为人类的生活服务。在平面设计中，通过计算机可以在作品中表达多种感觉。在环境设计中，计算机的三维建模及渲染技术使得设计师在设计制图时能时时观测到具有变化的微缩模型和丰富的材质灯光，因视点具有移动性，所以它能表现出物体的各个侧面及细部，同时能在空间的视点中对形体进行修改，同时还可以对材质效果、灯光的类型及分布做合理的设置，这使设计者（对于问题的思考和解决能够从接近现实的三维空间入手，帮助设计师高水平地完成建筑艺术设计图纸，方便后期的施工和效果再现。由于动画软件的出现，就更方便了人类对动态物体的 研究，比如物体之间的穿行、运动状态、爆炸效果等等，都可以将设计结果更直观更生动地表现出来。

[3] 计算机技术造就的动画 二十世纪后期，计算机的普及速度极快，计算机的数量以几何倍数增长，计算机的使用领域不断扩大，动画制作行业也受到了计算机技术的影响。最初在动画制作过程中只是引入计算机技术作为一种辅助手段，以便节约人力物力，但后期随着计算机虚拟现实技术的出现和不断完善，一种逼真的三维立体的连续动态图像在计算机中被制作成功，这些连续动态图像以数字形式被保存在磁盘、光盘、存储卡等多种载体中，可以通过计算机显示器、电视甚至电影银幕等多种方式展现在人们眼前。这种直接使用计算机制作的三维立体连续动态图像被大众称为，而计算机出现之前的主要靠人手工制作的动画则被称为“传统动画”。

“三维动画”的出现挑战了以往人们对动画的认识，不但改变了动画的定义，对影视也有一定影响。本世纪初，伴随着计算机网络的蓬勃发展，一种叫做“flash”的便于网络传送的平面连续动态图像逐步发展以至于占据了计算机网络上连续动态图像传送的主导地位，被大众称为“flash动画”，这种“flash动画”也是完全使用计算机制作，与“三维动画”不同的是只具有平面要素，属于“二维动画”。“三维动画”、“flash动画”等主要使用计算机制作的动画都是以磁盘、光盘、存储卡等电子设备为载体，实现了内容信息的“数字化”。现今绝大多数的“传统动画”也都采用计算机辅助制作环节，最终制作形成的产品也都采用电子设备作为载体，符合当前信息时代的要求。

计算机为我们带来了如此之多的利益，但是它同时也不可避免的产生了一些负面影响。

[4]

（一）电脑技术拓展了设计者的思维空间并增强其表现力

众所周知，电脑的记忆功能强，便于设计图纸的修改、储存、复制，电脑设计的图纸精细和准确程度高，电脑技术加强了艺术设计作品的表现力。电脑设计工具的运用、技巧、特效等方面在设计者之间得到快速的交流和合作。主要表现在“局域网LAN”和“广域网WAN”上进行集体合作设计，并在“因特网Internet”和“内联网Intranet”上快速地交流等等。这些都是手绘设计图无法比拟的。

望远镜是人眼的延伸，同样电脑也是人脑的延伸。电脑设计软件是设计者思维另一方面的拓展。平面设计软件的图像合成、图像处理、滤镜特殊效果等等，都极大地拓展了设计者的思维空间，在设计软件出现前这些都是难以想到的特殊效果。例如：许多纯艺术的画家利用平面设计软件合成某些图片素材，做出一些特殊效果，打印出来后再画到画布上，进行绘画艺术创作。三维设计软件中，能拓展设计者的三维空间想象力，并把设计作品更为直观地表现出来，尤其是软件中的摄相机视角、灯光、材质、光能传递、渲染等等各种特殊效果。由于设计软件强大的功能，设计软件在整个世界的设计领域迅速普及。郑曙旸教授于2007年暑在庐山的一个高峰论坛中曾说，清华大学美术学院设计专业优秀学生中，其手绘表现三维图的能力，都很难达到电脑这么强的三维空间表现力。其它各种矢量动画、视频编辑等软件工具的使用，更是搞高了设计者表现力和工作效率，缩减了设计者的劳动强度，加强了作品视觉上的冲击力。平面网页设计更加快捷、直观地进行设计表现和交流。

（二）电脑设计工具中断了设计者的活跃思维

电脑终究是个机器，一切都得由人来操作和安排。电脑设计软件较多，常用的设计软件

就有十几个，加上复杂的命令、工具、菜单的使用，更不容易掌握。因此，在设计制作的过程中设计者不得不把注意力分散到设计软件的复杂操作过程中，这样容易僵化设计者的活跃思维，阻碍了设计者思维敏捷地发挥，很容易使设计者沦为一名机械式的电脑操作工。即使是一位非常熟练电脑工具的设计者，他在设计的过程中也很容易因电脑设计工具的操作而中断自己敏捷的设计思维。例如：设计某个标志，图形简洁，使用手绘设计比电脑设计更为快捷直观地表达，容易设计出大量的方案。

单一的、长期的机械式操作电脑工具进行艺术设计，其思维逐步局限于网络下载、模仿、拷贝、拼凑、修改等等剽窃他人的设计作品，或者是照着他人手绘设计图进行电脑制作，没有自己过多的设计想法。久而久之，这样设计者创新思维逐渐枯竭，设计灵感慢慢地丧失，就成了地地道道的机械式电脑操作工。

计算机设计进入设计领域后，给国内外艺术设计界带来一个突出问题，尽管有了硬件和软件，但是能够了解、掌握和熟练运用这些设备进行艺术设计的人奇缺，于是就有一部分设计者开始迷恋电脑技术的操作，甚至有些人纯粹就拿操作图形设计软件赖以生存，忽视了设计的基本原则。另一部分设计者对电脑辅助设计的认识，则随着电脑真正意义上的广泛应用从新奇转向冷静，开始思考在设计领域中，如何引进这项新技术，如何把电脑作为一种新型的工具使创意具体化。换句话说，他们更深入地认识到了电脑的工具作用。要运用电脑制作出一幅好的作品，首先必须要有一个好想法、好点子，简单说就是创意。

电脑本身并不能进行艺术设计，只有当电脑与可以支持电脑进行艺术设计的图形设计软件相结合，再加上懂得电脑操作、熟知图形设计软件功能、同时又熟悉视觉艺术设计规律与实践、有创意意识的人的操作，方可实现。

电脑技术表现设计艺术，设计艺术需要创意才有活力三者相辅相成、相互制约。只有精通电脑设计软件的操作，熟练技巧，才能很好地表现设计艺术。如果要完成一幅好的作品，首先要有生活的积淀和创作的灵感，灵感是创作的灵魂，生活是创作的源泉，而后才是运用工具和制作技巧去实现的问题。如果设计者用电脑来完成设计，创作灵感与生活的积淀同样是第一位的，熟练掌握电脑技术只是一种必需。如果认为电脑是万能的，越是高档的电脑就越能做出好的设计，凡事都求助于电脑技术，这实际上是不了解什么是设计师的责任？什么是设计？因为掌握电脑技术与设计者的设计能力是两回事，不可混为一谈。如果设计者没有好的设计创意，缺乏解决设计问题的能力，即使他有非凡的电脑技术，精通各种软件，也未必能做出好的设计作品。

计算机不仅仅是在生活上给人们带来了方便，同时在艺术上也有许多建树，[5]计算机数字艺术在很多方面是交叉的应用关系，比如动画，在影视、环境艺术设计、工业模型等方面应用都很广泛，所以不能孤立对待。数字艺术的发展促进学科融合。

1.计算机辅助设计应用较早，比较成熟。如视觉传达设计，计算机已牢牢占据了高档彩色输出、印刷等领域。环境艺术设计，Auto CAD、3Ds Max已成了建筑等行业计算机辅助设计的代名词，基于CAD开发的软件多如繁星。工业设计，Pro/ENGINEER具有模拟实体造型功能，能缩短产品开发的时间并简化开发的流程。它的三维创作过程是确定有关物体属性的具体数据，计算机由屏幕实时、准确地展现物体的三维效果，最终可将数据传送至数控机床，制作实体模型、成品模具。计算机的介入，改变了传统的生产模式。

2.计算机绘画，是较新、较热门的艺术门类。可感压力的数字笔使用起来接近于传统的画笔，在电子画布上，可以选取任意种类、形状、大小的“画笔”，沾上“水墨”或“颜料”，在不同质地的“纸”上绘画，笔迹表现出颜色和不同质地纸面的肌理效果，“笔触”会随手的压力大小和移动快慢而做粗细、深浅、虚实、飞白等变化，模拟现实产生的效果，将传统的绘画艺术从纸和笔中解放出来，达到所需的艺术效果。油画、雕塑、版画等也有使用计算机进行创作的。及时交互等优势使计算机超越了传统工具被动的地位，2D插画和概念艺术广泛应用于商业广告插画、出版物插图、游戏美术中。

3.计算机多媒体动画是目前应用非常广泛的一门艺术形式，门类很广。按制作方法，可分为二维动画和三维动画；按长短，可分为动画短片、动画电影（电视剧）；按剧种，可分为故事片、儿童剧、科教片等。

而计算机对于艺术设计的长久影响也是不可忽视的，[6] 设计实践的对象和程序近年来，个人电脑pc（personal computer）的性能迅速提高，已经逐步接近于传统的工程工作站。原来基于工程工作站平台的软件纷纷一直到pC平台上。使得cad得以更广泛的普及。不仅

仅是工业设计，装潢，室内设计，影视动画，甚至连雕埋，油画、壁画等专业也受到了计算机技术的冲击。

进入信息化时代，设计对象的信息量不断增大。比如汽车已经不再是单纯的运输工具，它还可能是移动的办公设备，也可能是卫星导航系统的一个终端，音响，电话，电视，传真，报刊等，这些都有可能因计算机的发展而逐步融合，更迭。

工作方式及设计理念计算机的使用，替代了设计师完成大量繁重的工作，突出r设计师的创意和设计能力，使设计师能更多的工作在较高的层次，并能得到计算机在其他层次上的支持。

计算机对设计的渗透，使得设计师的知识结构，职业技能，工作程序，设计管理等方面都要做出调整。譬如在平面设计领域，许多设计师都为一种景象所震惊，那些没有经过职业训练的使用者，凭借他们的计算机和桌面排版软件，成功的侵入了这个职业的核心。

计算机网络和远程传输技术的发展，使设计交流不必受到时间和空间的限制，设计师可以在同一时间不同的地点来从事同一个设计工作的探讨，合作和交流在设计中变得越来越重要。

在电脑辅助设计的创作中，设计并不是作为独立的个体艺术形式存在的，它不具有独立观赏性，这有别于传统意义上对设计的概念。电脑辅助设计首先必须服从于电脑技术的方法，成功的作品既要强调设计的表现力，又要避免技术的喧宾夺主；既要突出设计者的个性，又要避免艺术风格化与技术功能化的不协调。基于这些特点，设计者不但要具有较高的设计素养和创作上的高速运筹能力，还要认清创作是情感的自然再现和观念的准确把握，因此技术在这里所扮演的只是走向创作高潮过程中添加剂的角色。但是，毋庸置疑的是在电脑辅助设计中，技术的作用是举足轻重的。试想如果没有电脑技术更好的参与，设计作品肯定会变得索然无味，而对设计者来说，平庸的技术水平和泛泛的制作水准只会使创意之源变得枯竭，即便成竹在胸也难免因单调的技巧而捉襟见肘。所以，既要让技术服从于艺术形式，又要让表现形式服从于主题内容，两方面互补统一才能充分表现出这一全新的艺术形式的特点和优势。

参考文献(References)

[1] 浅谈计算机科学技术专业的学习方法和途径——关于学习计算机数字媒体设计专业的一点体会李璐

[2] 浅谈电脑艺术在现代设计领域的应用

[3] 信息时代背景下对动画概念的研究本论文来自

[4] 论电脑技术和艺术设计中的表现思维

[5] 浅析计算机数字艺术与设计来源http:///art/theory/59257.htm

[6]计算机科学技术与艺术设计教育来源:http://

第二篇：计算机在化工中的应用

计算机在化工中的应用

安徽理工大学 应用化学 金磊 引言

随着计算机技术的飞速发展．它在化工设计中的应用范围日益扩大，由局部辅助发展到全面辅助，计算机的发展对化工设计的影响也越来越重要性已成为必然的趋势。对化工设计而言．从由分子结构出发预测物质的物性到工艺过程的设计、分析直至绘图．均可由计算机完成，可用一句话简单地概括计算机在化工设计中的作用：模拟计算和绘图。化工过程所涉及到的模拟包括微观过程或结构分子模拟到研究宏观过程的流程模拟。绘图是计算机科学的一个重要分支，在工程设计中用计算机绘图通常为计算机辅助设计，简称CAD。化工设计是一个系统工程，除了工艺路线设计、设备计算、绘图等以外，还有环境评估，经济效益，社会效益等大量的工作。这些都可以借助于计算机来完成。计算机与化工两者互相影响、渗透与结合，已经并将继续给化工设计带来影响和改变。[1] 2 计算机在化工教学中的应用

在传统的教学模式中，教师板书占用时间太计算机在化工教学中的广泛应用可以增大教学容量、提多，太长，内容必然受到限制，教师与学生之间沟通交流的时间以及学生动脑思考的时间也会缩短。使用多媒体技术可减少板书，不仅可让学生学习更多的知识，增加知识容量，还可将较多的时间留给学生，让学生去思考，去探索，去实践，拓宽知识面。

教学中我们常用PowePoint软件制作和演示幻灯片，能够制作出集文字、图形、图像、声音以及视频剪辑等多媒体元素于一体的演示文稿，用于展示，介绍作者的学术思想和科研成果。PowerPoinnt的最新版本为PowerPoinnt2007，其用户界面与 Word相似,主要包括：标题栏、Office按钮、快速访问工具栏、工具栏、文档编辑区、状态栏等。[6] 3计算机在处理化学数据中的应用

用计算机处理化学数据和绘制图形我们常用Origin软件进行处理，这样可以避免手动处理带来的人为误差和因为大意而造成的失误，并且可以节省时间提高工作效率。Origin为OriginLab公司出品的较流行的专业函数绘图软件，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件，既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。

Origin是公认的快速、灵活、易学的工程制图软件。它的最新的版本号是8.1 SR3，另外分为普通版（Origin 8.1）和专业版（OriginPro 8.1）两个版本。

Origin具有两大主要功能：数据分析和绘图。Origin的数据分析主要包括统计、信号处理、图像处理、峰值分析和曲线拟合等各种完善的数学分析功能。准备好数据后，进行数据分析时，只需选择所要分析的数据，然后再选择相应的菜单命令即可。Origin的绘图是基于模板的，Origin本身提供了几十种二维和三维绘图模板而且允许用户自己定制模板。绘图时,只要选择所需要的模板就行。用户可以自定义数学函数、图形样式和绘图模板；可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便的连接。

Origin可以导入包括ASCII、Excel、pClamp在内的多种数据。另外，它可以把Origin图形输出到多种格式的图像文件，譬如JPEG、GIF、EPS、TIFF等等。

Origin里面也支持编程，以方便拓展Origin的功能和执行批处理任务。Origin里面有两种编程语言——LabTalk和Origin C。

在Origin的原有基础上，用户可以通过编写X-Function来建立自己需要的特殊工具。X-Function可以调用Origin C和 [2]NAG函数，而且可以很容易地生成交互界面。用户可以定制自己的菜单和命令按钮，把X-Function放到菜单和工具栏上，以后就可以非常方便地使用自己的定制工具。

4，计算机在化学绘图方面的应用

所谓计算机绘图，狭义地理解，用计算机驱动绘图仪或打印机画出所需的图形，在绘图输出之前，通常要把所画图形预先显示在计算机屏幕(显示器CRT)上，以便人们对所国图形是否正确加以判断，一旦发现错误，即重新调试。这样就可将很多错误消灭在绘图输出之前，以保证所绘图形正确无误。所以计算机绘图可广泛地应用在化学工业中，其工具主要有以下几种 4.1功能强大的ACDI/Chemsketch 这是一个免费软件(部分功能受限)，安装很简便。主要功能和特点:绘制平面(C2D)和立体(3D3化学结构式、反应式和化学图形;其绘图功能十分强大，具有丰富的化学图形绘制工具，各种化学符号应有尽有;内置包括各种原子、有机物官能团等基本结构的模具工具栏，使得绘制复杂庞大的有机物结构式变得非常便捷，并且可以把绘制好的平面化学结构图直接转换为立体图形:能够预测分子结构的基本参数如分子量、摩尔体积、极性、密度、介电常数等;可对所绘制的分子结构自动命名文)，可提供有机物的同分异构体(正版才有)等等。其主要功能有：（1）绘制化学结构图（2）编辑文本和图形（3）测算各项参数（4）3D转换和动态旋转

4.2化学图文编辑工具Chem/Window[3] 是化Chem Window可用于绘制化学图形、化学实验装置图、，化工工艺流程图等，学工作者在教学和科研中的有力助手，其主 要用途有：

（1）编辑化学方程式（2）制作反映过程关系图（3）绘制化学实验装置图（4）绘制化工流程图 4.3 Chemoffice系列软件

Chemoflic。是一套功能十分强大的化学专业应用软件，它是由ChemDraw , Chem3D和ChemFinder等三个软件组成的一个软件包，按发布时间有2002.2004, 2006等版本，根据功能和专业化程度又分为Std, Pro和Ultra三种版本，Ultra版还包含E-notebook及Chemlnfo数据库，使其应用性更强。4.3.1 ChemDraw的应用

能够绘制和编辑高质量的化学结构图，识别和显示立体结构，具有化学结构式与化学名称相互转换的功能:由于内建有NMR数据库，能够与Excel数据兼容，能够进行网络数据库信息检索等。

4.3.2 Chem3 D的应用

①将2D图形转化为3D图形 ②利用Chern3D进行化学计算 4.4 visio 2007 绘制化学化工图形[4]

是微软公司出品的一款的软件，它有助于 IT 和商务专业人员轻松地可视化、分析和交流复杂信息。它能够将难以理解的复杂文本和表格转换为一目了然的 Visio 图表。该软件通过创建与数据相关的 Visio 图表（而不使用静态图片）来显示数据，这些图表易于刷新，并能够显著提高生产率。使用 Office Visio 2007 中的各种图表可了解、操作和共享企业内组织系统、资源和流程 的有关信息。

使用 Office Visio 2007 中的新增功能或改进功能，可以更轻松地将流程、系统和复杂信息可视化：

借助模板快速入门。Office Visio 2007 提供了特定工具来支持 IT 和商务专业人员的不同图表制作需要。使用 Office Visio Professional 2007 中的 ITIL（IT 基础设施库）模板和价值流图模板，可以创建种类更广泛的图表。使用预定义的 Microsoft SmartShapes 符号和强大的搜索功能可以找到合适的形状，而无论该形状是保存在计算机上还是网站上。

快速访问常用的模板。通过浏览简化的模板类别和使用大模板预览，在新增的“入门”窗口中查找所需的模板。使用“入门”窗口中新增的“最近打开的模板”视图找到您最近使用的模板。

从示例图表获得灵感。在 Office Visio Professional 2007 中，打开新的“入门”窗口和使用新的“示例”类别，可以更方便地查找新的示例图表。查看与数据集成的示例图表，为创建自己的图表获得思路，认识到数据为众多图表类型提供更多上下文的方式，以及确定要使用的模板。

无需绘制连接线便可连接形状。只需单击一次，Office Visio 2007 中新增的自动连接功能就可以将形状连接、使形状均匀分布并使它们对齐。移动连接的形状时，这些形状会保持连接，连接线会在形状之间自动重排。

Microsoft Office Visio 2007 绘图和图表制作软件有助于 IT 和商务专业人员轻松地可视化、分析和交流复杂信息。它能够将难以理解的复杂文本和表格转换为一目了然的 Visio 图表。该软件通过创建与数据相关的 Visio 图表（而不使用静态图片）来显示数据，这些图表易于刷新，并能够显著提高生产率。使用 Office Visio 2007 中的各种图表可了解、操作和共享企业内组织系统、资源和流程的有关信息。

5 计算机在科技论文撰写及演讲中的应用

科技论文是作者对所从事的研究进行的集假说。数据和结论为一体的概括性论述，是科学研究工作的重要内容。撰写论文主要目的是与同行交流，介绍作者研究工作，促进科学技术进步，获得同行专家的意见并改进作者的工作。撰写科技论文还是对研究工作的整理，总结和精炼的过程，有助于作者系统地思考，调整和完善研究思路。[6] Microsoft Word 2007是目前全世界最流行的文字编辑软件，可以用它来编辑和发送电子邮件，编辑和处理网页等。Mircrosoft Word为我们提供了文本和符号的编辑和修改，公式的编辑输入，有详细的字体和段落格式的设置以及页面设置，页眉页脚的编辑，表格的制作，图形的编辑，目录的操作和文档的打印等。

在撰写论文也常常涉及到化工文献的查询，如果这项工作没有计算机，那么其难度将是不可想象的！首先，全面的查阅文献就成为不可能，化工行业遍布全球，分布之广就是人力所不能完成的工作，其次，化工文献众多，人的大脑是不可能将其全面的进行归类和总结。而计算机网络却能将这些复杂的问题解决掉，为我们的化工事业扫轻障碍。计算机在化工控制方面的应用

70年代，一些著名的仪表公司推出了Dcs集散控制系统，使计算机集中控制和直接数字控制得以在全球迅速推广应用。80年代，计算机过程控制已进人高一层次，可完成Prn控制、顺序控制和能量控制，图示功能得到增强，并能实现PID参数自整定。90年代以来，发展更为迅速，RISC工作站使图形窗口更完善，操作更方便，人机接口、容错技术和通讯网络都得到进一步发展。化工生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平。[5] 6 7 计算机在过程模拟中的应用

人工智能是计算机发展的最高境界，也是计算机应用的重要领域。化学的各个相关学科普遍具有知识量大、过程复杂、相对规律性较差的特点。利用计算机的海量信息存储能力、准确的逻辑判断分析能力和强大的计算能力，建立化学类专家系统具有重要的意义。因此需要了解掌握计算机智能化技术，结合逻辑运算、数据库管理和决策判断等技术知识，为建立各种化学化工模拟系统做知识储备。

9结语

本文简单介绍了计算机在化学化工各个领域中的不同应用，阐述了现代化学与计算机密不可分的关系，为我们在学习化学学习提供了方法和途径。随着计算机的高速发展，它在化学化工中的应用必将更加扩大。

参考文献：

[1] 温福星.张春娟.计算机在化工中的应用.现代企业教育.2009.5.[2] 温小明；计算机在化工中的应用广阔前景；计算机与应用化学；2008 [3]杨刚.ChemWindow 6.0 在化学化工及教学中的应用[J].化学教育,2003,24(10)[4]百度文库.计算机在化工中的应用

[5]黄如辉；计算机控制技术在化工生产中的应用；上海化工；1994,(06).[6]李谦；毛利群；房晓敏；计算机在化学化工中的应用；化学工业出版社，2010 8

第三篇：计算机在教学中的应用

21世纪数字化信息时代，多媒体辅助教学已由开始时的在优质课、示范课上的 “表演”，正向课堂教学迈进，尤其是英语课堂教学。英语课堂上和谐高效的教学氛围的创设，学生主体性的更大发挥，使学生在积极参与、口脑并用中主动发展。然而，如果过多过滥运用多媒体教学，违背了多媒体 “辅助”教学的宗旨，使学生在课堂上走马观花，无意注意过多而导致课堂教学流于形式。如何在英语课堂教学中恰如其分地使用好多媒体辅助教学呢？

一、注重课件风格和教师教学风格的一致性 教师通过课件按照自己设计的逻辑进程，选用最适合自己的教法，有效地组织教学。因而课件必须充分展现教师的教学风格。在教学过程中，教师往往形成了自身固有的、为学生所适应的教学风格。所以在设计课件脚本的过程中，教师应亲自创作，自然地把自身的风格融入到课件中，体现自己的教育思想，又让学生易于接受，二、避免把英语课变成多媒体课件展示课 合理地运用计算机多媒体辅助教学能给英语课堂教学飞跃，但是，过多地使用多媒体，英语课变成多媒体课件展示课，教师就成了 “放映员”，就会带来过犹不及的后果。在多媒体辅助教学的过程中，教师应发挥其主导作用。例如：英语课堂上开始时的 “Free Talk”、值日生的 “Daily Report”或师生的口头交流，是培养学生听说能力的好方式，它是计算机所不可替代的。英语是一门实践性很强的语言学科，必须通过师生之间、学生与学生之间大量的用英语进行的交流，才能培养学生英语交际能力。在教学中，教师应使学生明确听或看的目的，使他们有心理准备，调节他们的注意力，以恰到好处地发挥教师自身的主导作用和多媒体的辅助作用。

三、注重各类媒体的结合应用。在英语课堂教学，计算机多媒体辅助教学必须和传统的教学媒体结合使用，才能发挥最大的教学效益。

1、避免只重多媒体而忽视常规教学媒体和手段 教师不应一味赶潮流，而应根据教学需要选择合适的媒体和手段，合理地使用多媒体与常规媒体和手段，发挥其各自的长处。根据学生实际、教学内容实际，恰当地选用媒体形式是我们不变的原则。

2、避免把投影屏幕当成黑板 在英语课堂上，教师应随时根据教学进展需要创设情景，引导学生进行操练，从而达到运用英语进行交际的目的。实验证明，课上记笔记的学生回想当时讲过的内容的概率是不做笔记的七倍。（贾冠杰，1996）所以完全用屏幕代替黑板，就会影响计算机多媒体在帮助我们解决教学疑难问题方面优势的发挥。

四、注重 “以人为本”，发挥学生的主体性。在教育过程中，以学生为中心，充分发挥学生的主体性已成为广大教师所热衷的教学方法。多媒体辅助教学系统的使用，为我们创造这些条件提供了极大的便利。然而，用多媒体展示英语语篇或对话材料时，只是把文中情景和有声语言展示给学生，它无法取代学生在教师创设的情景中用英语进行的交际操练。所以，我们在制作和使用课件时，应当促进学生动脑动口、积极参与。总而言之，在英语课堂教学中，如果我们能合理适时地使用计算机多媒体教学系统，创设学习英语的情境，解决英语教学的视听等有关教学问题，使学生通过视听感知英语语言素材，发展视听能力；同时充分发挥教师的主导作用，发挥学生的主体性和创造性，使学生在有限的课堂上获得英语基础知识的同时，语言基本技能得到训练，为实现用英语进行交际打下坚实的基础。这样，我们就达到了引进现代化教学手段——计算机多媒体辅助教学系统到英语课堂教学中来的真正目的。一，多媒体技术在英语教学中有着很多优势：(一)、有利于创设良好的英语交际环境

英语课堂教学要让学生在课堂上多进行交际。交际可以是书面的，也可以是口头的。作为教师，要事先对话题、情景、训练项目进行精心设计。交际活动要让学生练习表达能力。激发学生的学习动机，让学生有机会练习表达能力。要做到这点，老师必须创设良好的交际环境。离开情景进行教学是不现实的，而充分利用多媒体技术则是一个很好的手段。(二)、有利于拓展学生的思维空间

教学中运用多媒体的关键在于调动学生的学习积极性，从而使学生的能力得到进一步的提高。而通过文字、图象和声音作用与学生的多种感官，让学生产生身临其境的感觉，使学生更主动的学习。

(三)、营造良好的学习氛围

多媒体直观、形象、丰富多彩，并能贮存大量的资料信息，为我们创设了更多的情境。同时也发挥了学生的主体作用，营造了轻松、愉快又适度紧张的学习氛围，提高了教学的质量和效果。但在辅助教学的过程中，我们还存在着一些误区：在教学过程中，学生是主体，教师起主导作用。多媒体是一种辅助手段，如果盲目的依赖多媒体或者采用多媒体把教学环节呈现，那么教师就会被多媒体束缚，起不到主导的作用。在教学过程中，必须发挥学生的主体作用。多媒体只是属于辅助教学的一种手段，起到调动学生积极性，启发学生思路的作用。必须避免多媒体运用占据学生思考、分析的时间。在多媒体课件的运用中，有很多声音、图像、文字等，能大量的满足学生视、听的感官需求。于是，有些教师便在这方面做文章，在课件中集中大量声音、图像信息，造成无效信息，既分散了学生的注意力，又影响教学目标的实现，同时也减少了学生在课上说的时间，英语课也成了课件展示课。多媒体辅助教学有着明显的优点。于是，有些老师便片面追求课件辅助教学，甚至形成没有课件就开不了公开课，而有些教师的课件也只是简单文字图片堆积，这些只需用投影、图片就可以实现，这就造成了资源的浪费。所以教师也要适度的选择多媒体，让多媒体与常规手段有效的结合起来。这是我对多媒体在英语教学中运用的浅显认识，而我认为在教学中应使用必要的多媒体技术，让多媒体真正起到辅助教学的作用。

二、多媒体在外语教学中的地位和作用

在传统教学模式中，教学以教师讲授、使用粉笔加黑板为主的传授方式，学生处在被动学习状态。随着教育改革的深化，这种教学方式已经在发生变化，教师正在重新认识教学过程，改变外语教学模式。在课堂教学中如何充分发挥教师的主导地位，把大量的知识、信息，科学快速有效地传输给学生，这是当今课堂教学对教师的一大挑战。计算机辅助教学顺应时代的发展正逐渐成为英语学习和现代教育的新模式，以计算机技术为核心的多媒体教学形式，促进了外语教学的更新，它给传统的课堂教学注入了新的活力，它在英语教学中的作用正变得越来越重要。多媒体教学是现代外语教学技术的组成部分，它是指：将计算机、录像机、录音机、投影仪、VCD教学软件等多种媒体集中于一体，由教师根据不同课型的要求，灵活地用相关的媒体进行教学。它具有感觉、表示、显示、存储、传输的作用。多媒体的应用已经对外语教学产生了巨大影响。它可以用来设计全新的整体教学过程和交互性、个性化的训练方式，展示教师的教学构思和新的创意，促使教学过程发生根本的变化，促使学生改变传统的被动学习方式，形成教师、学生、教材和教学方式的新组合。自从多媒体问世以来，它已经在外语教学中占据了重要位置。它可以为语言学习者提供一个良好的视觉、听觉的交互式语言环境。多媒体在提供语言操练和摹仿上起到了其他教学手段无法相比的作用。

皮亚杰说：“所有智力方面的工作都要依赖兴趣。”而色彩、形象、动作、声音等是最容易引起学生本能的兴趣。另外，从记忆的角度看，人们对动画的记忆最强、图片次之，文字最弱。因此，利用多媒体的声、光、色、影俱全的功能，将静止的图片设计成色彩明快、形象活泼、动作有趣、声音优美的动画，吸引学生的注意力。《学习的革命》一书中指出：教师授课的原则应当是：1.开启所有的感官；2.避免单独的说教；3.对多种“无意识”方法的协调；4.学习状态的转换。而多媒体正是综合了图形学、图像处理、影视艺术、音乐美术、教育学、心理学、人工智能、信息学、电子技术学等众多学科与技术的一门技术，它集文字、图形、图像、声音、视频影像，二维三维动画等各种信息于一体，它能够充分调动人们的视觉和听觉处理功能。一切信息输入都是由感官开始的。在英语教学中，信息的输入是有目的、有计划进行的。输入（input）与输出（output）是以记忆为中心的.有关研究表明：单凭听觉获取知识，能记忆15%的内容；单凭视觉获取知识，能记忆25%的内容；听觉视觉同时运用，能记忆65%的内容。而运用多媒体进行英语教学可以使学生的听力与视觉同时接受刺激,激发学生的兴趣，提高记忆效率。在英语教学中运用多媒体技术，旨在优化听、说、读、写的训练过程，提高语言训练的效率，高质量地完成英语教学目标。

三、多媒体在英语教学的应用

在外语教学的各个环节之中，用多媒体形式设计课件，操作方便，界面友好，表达规范，构思新颖，层次清楚，画面生动、形象、直观，情景交融，知识结构完整，不易混淆，既有艺术性和欣赏性，又具有教学的独立性。利用Authorware、powerpoint的交互功能，新课内容可随时调整。英语是一门实践性很强的学科，语言的形成有赖于一定的环境和背景，而课堂上仅利用挂图或教师的语言创设情景，往往使学生难以产生身临其境的感觉，容易产生枯燥乏味和令人沉闷的感觉，既影响教学效果，也给师生带来心理负担，导致“厌学”情绪滋长。而多媒体则可以超越时空，把教学内容及其延伸情景,生动逼真地再现眼前。我们知道，一节课的成败，直接影响着学生的学习效果。学生所 获得的知识80%来源与课堂，优化英语课堂结构显得尤为重要，而电脑多媒体为优化课堂结构提供了重要而有效的保证。课件的设计是教 学过程的前提，制作一个课件，从选题、策划构思、制作，调试完成，整个过程就是将自己的教学设想、教学目的、内容、实现教学活动的方式按顺序和控制方法通过计算机语言加以描述，并调试成为可运行的程序。多媒体课件在以下的教学情况：1．语法复杂、概念抽象、难以用简单的语言进行解释的词汇。2．教材内容具有大的时间跨度，文化背景知识比较复杂。3．需要横向、纵向进行比较的句型、语法等综合课型的运用中具有传统教学不可比拟的优越性。

1.优化教学内容，突出教学重点和难点

优化教学过程，分解难点，是学习内容与认知结构一致性的重要环节。另外，应用多媒体融知识性、趣味性、灵活性、新颖性于一体，使抽象的知识变得具体化，简单化、直观化，缩短了客观实物与学生之间的距离，从而降低了难度，使学生容易接受。例如：在介词的教学中：in、on、under、front、behind、near etc,用Authoware 制作一幅画面：一张桌子，一只猫在桌子上，问学生“Where is the cat?”,学生回答“It is on the desk.”,然后拖动小猫，学生根据小猫和桌子位置关系回答出“It is in/under/front/behind/near the desk.”使学生在单词与事物、动作等客观事物间建立起直接的联系。从而获得深刻、清晰的感知，学得快，记得牢。

2.优化学习氛围

学生是课堂的主体，英语课根本目的是培养学生的听说能力与语言运用能力。为了达到这一目标，利用多媒体创造文化语言环境，使学生自觉或不自觉地体验异国文化氛围，让学生获得较为直观的知识，在课堂教学中培养学生运用语言的能力。如JEFC III Lesson 54 Christmas Day,为了让学生能真切地感受圣诞节的气氛，我制作了一个圣诞节片段：利用Authorware，制做出4幅课文主要内容的动画：精心装饰的圣诞树，圣诞老人坐着雪橇，伴随着优美的圣诞音乐，从远方过来„。学生在观看课件的同时，配以课文听力，感受新知识并帮助了解课文大意。

3.活化教材，拓宽授课方法

利用多媒体的交互功能，充分发挥课件在英语教学的作用，使教材内容更生活化、具体化，让课本内容贴近现实生活，让学生身如其境，使学生对教学内容有亲切感，进而产 求知欲，变被动听取为主动探求。在学习句型“Can I help you?” “I want a „.” “How much is it ?”等句子时，在课件里插入一段supermarket的画面，看完后，把讲台布置成一个“柜台”，学生把准备好的玩具、文具等“商品”拿出来，创设了一个购物环境，立刻激起了学生的兴奋点，学生们急于“购物”，于是英语交际能力自然形成，语言材料被活化，学生自然而然地接受了新知识。

4.增大信息量

教师只用一只小小的鼠标，就可以避免多次交换使用录音机、录相机、幻灯机、实物投影仪、挂图等等，大大提高了信息输出量，加快课堂节奏，增大课堂密度，节约了大量的板书时间。多媒体教学适应现代快节奏的需要，满足学生的求知欲，扩大与课文相关的材料。如在学习圣诞节时，让学生了解西方国家的主要节日，并比较中西方习俗的异同，使学生的求知欲得到满足，思维得到拓展。

5.发挥学生的主体作用，培养自学能力

多媒体对培养学生的思维能力有独特的效果，它能让学生充分感知事物，化抽象为具体，丰富学生的 思维内容，加强思维的广度，提高思维的灵活性，强化思维能力。在教学过程中，为了体现学生的主体作用，可以视具体内容调整讲授顺序，增加学生思考的内容，另外可以通过设疑，抓住思路，促进学生思考，提高学生参与程度。在教学过程中可以通过层层设疑，引导学生思考。如在JEFC III Lesson 54 Christmas Day,中JEFC III Lesson 54 Christmas Day,设置疑问“Is there really a Father Christmas in the world?”学生带着问题观看课件，精彩画面以及动人的音乐使学生在不知不觉中完成思维过程，找出答案。当学生学习的主观能动性调动起来后，他们就会产生强烈的求知欲，就能自觉端正学习态度，与教师“同频共振”，深入理解教师讲授的内容，甚至会跳出课文的局限，通过各种渠道去获取新知识，从而将“被动学”变为“主动学”，由“要我学”变为“我要学”。

四、多媒体运用中存在的主要问题

在英语教学中运用多媒体技术，旨在优化听、说、读、写的训 练过程，提高语言训练的效率，高质量地完成英语教学目标。多媒体技术作为辅助教学的手段，有其优越性，如果我们只追求形式，盲目使用多媒体，效果会适得其反。当前，多媒体在英语教学中主要存在 以下问题：

（一）多媒体的功能被弱化

（1）将多媒体当作投影仪来使用

有些英语教师忽视了多媒体动画与视听结合的功能，将教材中的静态画面搬上屏幕，将多媒体设备当作简单的投影仪来使用，致使设计出的画面无动感，教学没有生气，多媒体辅助教学名存实亡。

（2）缺乏从教学的角度设计教学活动，多媒体运用的形式单一

一些英语教师在运用多媒体辅助教学时，没有从教学的角度进行设计，而是孤立地使用课件，弱化了以下几个方面： ①教学环节方面

新授课一般包括复习、介绍、操练、练习和巩固五个教学环节，学生经过理解、记忆、复用和活用的过程掌握所学语言，但是有的教师只将多媒体运用在某一环节，没有形成“导入—反馈”的教学形态。②教学内容方面

多媒体必须在学习内容和学生认知结构之间架起一座桥梁，通过多种表现形式使学习内容与认知结构趋于一致。英语教学的目的是培养学生运用语言的能力，教学内容离不开英语语音、语法和词汇。许多英语教师教学时，只重视对词汇教学的设计，而忽略对语音和语法教学的设计。有的教师甚至为了追求多媒体的形象和直观性而孤立地进行词汇教学。这就违背了英语教学中语音、语法、词汇并重的原则。③课堂教学类型方面

常用的英语课型有讲练课、巩固课、复习课、阅读课和语法课等。现在的多媒体辅助教学大都是对讲练课进行设计，对其它课型很少有人问津。其实，多媒体对其它课型同样能起到优化教学结构、提高教学效果的作用。例如，在复习课中，教师既可运用多媒体归纳和整理语音、词汇、语法的要点，又可以为学生情景，归纳日常生活中的习惯用语提供帮助。这样才能充分发挥多媒体的视听结合、信息量大、节奏快的特点，帮助学生把知识条理化和系统化，同时也能强化对学生听、说、读、写能力训练，提高复习课的教学效率。

（二）过分追求声像效果，淡化了学生对教学内容的掌握

多媒体集声、像、动画于一体，有丰富多彩的视听效果，可以增强教学的直观性和生动性。但在课堂设计和运用时，有的教师片面追 求花哨的视听与动画效果，导致学生注意力集中在多媒体上，而无意注意使学生无法专心于视听媒体所蕴涵的教学内容。

五、解决问题的办法

针对当前多媒体辅助英语教学中存在的问题，我认为应该注意以下几点：

1.把握整体性原则，加强多媒体辅助课堂教学的设计

在教学手段和教学模式的运用过程中，教学设计是关键。教师、学生、教学内容、教学目标、教学媒体和方法等要素构成了教学活动。选择教学媒体时要把握整体性原则，既然要考虑教学的需要，又要注重突出和发挥多媒体的特点与功能。把握“适时、适度、适当”的原则，发挥多媒体的最佳效果

“适时”就是运用多媒体时要选择最有利于学生掌握教学要点，并 使教学达到最佳效果的时机。“适当”就是多媒体要用在“精彩”之处，用在有利于学生内化教学内容之处。“适度”就是多媒体的运用要做到 既不喧宾夺主地滥用，也不能因噎废食而全然不用。在英语教学过程 中，运用多媒体技术应以“适时、适度、适当”为原则，找准多媒体与 教学内容的切入点。同时，还要加强多媒体辅助教学的针对性，避免 过分依赖多媒体手段。英语教师应当明确：多媒体仅是辅助课堂教学 优化教学效果的手段。教师只有针对教学重点和难点进行教学设计，把握好教学内容的深度，合理使用多媒体课件，才能取得良好的教学 效果。应用多媒体辅助教学，不同于一般课堂教学，教学方法应与之适 应，“自学”、“启发”、“探究”等是多媒体辅助教学常采用教学模式，这有助于发展思维能力和自学能力，突出学生的主体作用。总之，在 教学中应根据具体内容精心制作多媒体课件，应用恰当的教学方法，使用多媒体所传授的知识，贴近学生的认知水平。只有科学、合理地 将电脑多媒体与教学规律及其它教学因素糅合在一起，才能使多媒体 在教学过程中发挥应有的作用，达到提高教学质量的目的。

第四篇：计算机在企业中的应用

计算机在企业中的应用

在这一个变化的时代，一个计算机的使用已经相当普及的时代，计算机在企业管理中的作用正逐步被人们所认识。企业管理需要引进现代化的科技设施、设备，用以提高管理水平、服务质量和企业管理信息的效能，从而提高企业的竞争力。下面我就谈谈计算机在企业的几方面的应用。

一、计算机在企业日常工作中的应用。

我觉得这是计算机在企业中最简单的使用了，也是计算机在企业中最先的作用。它包括：

1、使用计算机进行日常的文字编辑处理，资料信息的查询和储存等，对基本数据的收集、处理和分析。

2、可以通过计算机建立内部网络系统，实现信息共享。

通过建立企业内部网络后，可提高日常企业工作的效率，且能加强各部门之间的信息共享，再者可以加强企业各部门的合作。

二、会计电算化是在企业会计工作中的应用。

目前会计已经是企业不可少的一个职位了。在现在的大多企业中都应用会计电算化，会计电算化是会计工作的发展趋势。

1、会计电算化使往来账管理变得更清晰明了，提高了会计的分析决策能力和水平，使会计的管理职能得以充分发挥建立和完善了企业管理制度。

2、会计电算化不仅提高了企业人力资源利用率，而且能保证工作质量，使会计信息的记录、汇总、分析更准确及时，提高了工作效率和企业管理水平。

3、会计电算化大大加强和改善了会计的职能。会计电算化完全能够实现会计人员对资金运动过程的控制。

三、客户关系管理已经逐渐成为销售行业取得良好业绩的有效手段。客户关系管理其核心思想是将企业的客户作为最重要的企业资源通过完善的客户服务和深入的客户分析来满足客户的需求，保证实现客户的终生价值。现在的企业往往也会运用计算机建立自己的客户档案。他们不仅客户档案完备，并且整理和利用非常充分。他们将客户信息整理、分类。进行市场定位和市场细分。确定目标客户和潜在客户，分别建立客户档案。再者，企业通过计算机建立的客户档案分析客户需求情况、影响客户购买的重要因素，掌握其变化趋势应用现代信息处理技术，将客户信息与销售紧密连接起来，确定重点顾客，重点 联系，甚至主动联系、激发他们的消费需求扩大自己的销售量据以对绩效进行统计分析和评价，调整营销策略适应市场变化。建立客户档案的作用是显而易见的。

四、通过计算机可以构建企业的商务智能应用软件。

现阶段许多企业已经应用商务智能技术，商业智能建立将有利于企业信息化的发展，企业信息化建设是通过科学管理模式、现代信息技术管理工具来提高企业的竞争力。因此积极通过网络技术电子商务技术加快商业信息化建设推动企业管理及经营模式变革.能为企业赢得竞争优势。

五、可以通过计算机建立电子商务平台。

Internet的迅速发展使电子商务飞速兴起，电子商务使客户、消费者和企业之间形成一种强有力的新型关系，而这种关系必须是建立在信息技术的基础之上的。电子商务打破了商务的时间、地理、语言、货币和文化的界限。在很短的时间内，你可以在因特网上开设商店并立刻吸引全世界成千上万的消费者。

1、电子商务降低了营销成本；

2、企业可以通过电子商务平台增加了推广自己的渠道；

3、能够使企业更加及时掌握市场信息；

4、企业可以通过电子商务平台树立企业的品牌。

六、企业可以通过建立自己的网站来拓宽宣传及销售渠道。

互联网技术的发展带来了网站建设的繁荣。企业可以通过建立属于自己的网站来加大企业宣传的力度。树立自己的企业形象。现在网络越来越普及，使得越来越多的消费者喜欢从网站上了解企业及商品的信息。这就给商业信息化建设带来契机。很多企业（特别是商业企业）都想在网络上占领一块阵地为企业宣传推广拓宽渠道。企业网站的建立，为商业信息化中电子商务的发展创造了条件也为企业实现在线销售、在线支付等技术提供了基础信息交流平台。

第五篇：计算机在材料加工中的应用

计算机在材料加工中的应用

摘 要：本文介绍了计算机模拟在材料加工过程中的发展趋势，它将为企业参与激烈的市场竞争并取得成功提供重要手段，计算机模拟技术必将在未来材料加工技术中起到举足轻重的作用。

关键词：材料加工；计算机模拟；虚拟制造；

Abstract：This paper has reviewed the developmental history and the important role of computer simulation of materials processing in manufacturing industry for current and proposed materials process applications as well as typical variables interrelate with specific process elements and the capability and payoff of process simulation for these same applications.Keywords：material process，computer simulation，virtual manufacture 1 前言

随着时代的发展，世界制造业面临市场开拓和技术发展两大挑战。高质量、低成本、短周期的先进制造技术是制造业的发展方向，它的科学性、先进性、正确性和敏捷性对于国民经济的发展非常重要。虚拟制造技术的出现是先进制造技术的重要标志之一[1-2]。虚拟制造与实际制造有本质区别，它是在计算机防真与虚拟现实技术的支持下，在计算机上进行产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验等，是在计算机上实现将原材料变成产品的虚拟现实过程，使得制造技术走出主要依赖于经验的狭小天地，进入全方位预测，力争一次成功的新阶段，从而缩短产品周期，减少费用，提高质量。材料加工是先进制造技术中重要的组成，它的应用涉及航空航天、汽车、石化、军事等事关国民经济的重要产业。在我国加入世贸组织之后，我国的制造业面临更多更大的机遇与挑战。材料加工与以切削为主体的冷加工相比，其特点是: 从质量评价标准上，在保证零件尺寸形状精度和表面质量的同时，更注重保证零件和结构内部组织性能和完整性;在产品和零件设计上，更强调针对复杂型腔和曲面的能力;在工艺过程中，除了运动和外力作用等因素，还涉及温度场、流场、应力应变场及内部组织的变化;生产环境恶劣，控制因素多样。以上特点反映了材料加工过程对综合自动化和信息集成的需求和复杂性，因此，充分了解材料加工计算机模拟的重要性及其发展趋势，对于推动我国制造业的科技进步，缩短产品的开发和加工周期，快速响应市场，提高竞争能力，真正体现高速、高效、高质的制造优势，具有重要的意义。2计算机模拟技术的发展

计算机模拟是制造业发展的产物。以有限元方法为基础的计算机模拟技术是20 世纪技术发展的巨大成果，在工程物理科学的各个分支领域都起着十分重要的作用。新材料、新工艺、新产品、高要求、高精度、低成本的现代制造模式要求深入了解和掌握材料成形机理、过程变化，在计算机上实现过程显现，开拓科学的工艺和设计方法，实现最优设计与制造。因此，计算机数值模拟技术以及以此为基础的优化设计方法研究成为当今和今后国内研究的热点。

2.1宏观模拟向微观模拟深入

我们知道在工程中使用的金属材料大多数为多晶材料，材料的微观组织形态直接影响零件的机械性能和物理性能，所以选择合理的加工工艺参数十分重要。材料加工过程微观组织的计算机模拟由于具有描述分子级尺寸水平的能力，这将对控制材料晶粒大小及分布，进一步了解位错的产生和运动、晶界结构、防止内部空洞和微裂纹的萌生和扩展等问题提供了新的方法[3-4]，将大大推动材料微观结构研究的进展，并对确定优化材料加工的工步数和顺序、热处理方案十分有益。此外，在金属成形过程中，适用的优化准则对材料最终的力学性能和微观组织性能具有重要的影响，通过优化坯料形状或预成形模具形状、模具速度使最终锻件具有良好的尺寸精度、少无飞边和所期望的微观组织。为此，一方面要要研究合适的优化设计变量的选择，包括影响终锻件力学组织性能的状态变量和过程变量，即形状设计变量和速度设计变量。另一方面要研究和建立微观组织优化设计的目标函数，该目标函数考虑晶粒尺寸大小及分布，再结晶晶粒尺寸、再结晶程度和无再结晶部分的晶粒尺寸及其体积分数。

2.2高精度、高效三维有限元模拟

近二十年间，以有限元法为核心的数值模拟技术在金属塑性成形领域中应用，所采用的理论体系从小变形弹塑性有限元理论、刚-(粘)塑性有限元理论，到现在的大变形弹-(粘)塑性有限元理论，分析技术发展迅速，逐渐趋于成熟。采用大变形弹-(粘)塑性有限元法分析金属成形问题，不仅能按照变形路径得到塑性区的发展情况，工件中的应力、应变的分布规律，以及几何形状的变化，而且能有效地处理卸载，计算残余应力、残余应变，从而可以分析和防止产品的缺陷等问题，符合金属成形对于精密化模拟分析的要求。目前，二维大变形弹-(粘)塑性有限元法模拟技术已日趋成熟，并已在工程中得到成功的应用。但大变形弹-(粘)塑性有限元法是建立在有限变形理论基础上的，需要对变形梯度进行多次分解，从分析金属成形过程的角度出发，计算工作量大，而金属成形过程通常是在高温下进行的，工件在发生变形的同时伴随有温度的变化，因此，在分析金属成形过程模拟中，还必须考虑温度的影响，即进行温度场与变形场的耦合计算，特别是工程中可以简化为二维分析的问题并不多，三维模拟是必然趋势，三维问题分析在数学模型和图形处理上的复杂程度大大增加，由此引起的计算量猛增，比二维问题的计算量高出几十倍甚至上百倍，这对于计算机存储量的要求也随之增加。近年来，由于计算机软硬件技术的迅速发展和数值计算方法的不断完善，使三维问题的分析成为可能。一方面，人们在研究提高计算速度的方法，开发了大规模计算问题的并行计算方法(Parallel Computation)，利用并行处理机中多CPU 可同时工作的特点，配以软件编程中的并行处理方法，使计算速度大为加快，目前国际上许多商业软件都推出了并行版，如ANSYS、MARC、LS-DYNA3D 等;另一方面人们在研究改善计算方法，众所周知，金属成形过程中，坯料的变形特别大，若采用更新的拉格朗日法(Updated Lag rang ian Method)进行计算时[10]，初始划分的单元网格逐渐畸变，若将已经畸变的网格形状作为增量计算的参考构形，将导致计算精度降低，甚至引起不收敛，为克服上述问题，通常当网格畸变到一定程度后，必须停止计算，重新划分适合于计算的网格，通过新旧网格间信息场量的插值传递，再继续进行计算，要完成一个成形问题的模拟，通常需要多次重划网格，这将导致计算量的增加和由于多次插值带来的计算精度的降低，因此，许多研究开发人员正致力于改进三维网格重划的自适应能力和自动化程度，改进新旧网格间信息传递的插值方法，取得了可喜的进展。同时，开发了ALE法(Arbitrary Lagrangian Eulerian Method)和显式解法(Explicit Solution)[11]，而ALE 法不再象Lagrangian公式中将网格固定在材料上，而是不依赖于材料的运动而移动，因此可控制网格的几何形态，ALE 通过利用高阶的技术不断进行网格重划，从而避免上述问题，提高计算速度和精度，这对于为提高计算精度和效率而进行的网格细划十分有利，该方法已在MSC/ DYTRAN、Press Form 等软件中得到成功的应用，而显式解法主要是为解决非线性问题隐式求解时为保证求解精度需反复迭代，使计算量猛增的问题，目前该方法已成功地应用于LS-DYNA3D 中[12]。另外，随着计算机软硬件的迅速发展，计算速度问题也将逐步得到解决。

到目前为止，二维大体积金属成形过程有限元模拟技术已趋成熟，国内外先后开发了许多商品软件，这些软件多适用于二维问题、伪三维问题及简单三维问题的分析。通过使用弹-塑性-实时响应模型，可确定完整的应力、应变和挠曲变化状况，残余应力也容易被计算。近年来，金属成形工业对三维过程模拟提出了更高更精确的要求。对于处理复杂三维金属塑性成形问题，虽然存在模具型腔几何形状描述、动态边界条件及网格重划等技术难点[5]，随着计算方法的完善和计算机技术的进步，开发出使用便捷且适用范围广的三维有限元程序已成必然。一方面研究提高计算速度的方法，通过计算机技术中多个CPU 可同时运行的并行处理技术和软件编程中的并行处理方法，开发大规模计算问题的并行计算方法，从而大大提高计算效率;另一方面不断完善计算方法，对于影响三维模拟精度的若干技术问题，如初始速度场的生成、摩擦边界条件的处理、刚性区和塑性区的区分、缩减因子的确定、收敛准则的选择和热力耦合等问题，在保证求解精度和效率的前提下，均可采用二维有限元模拟中相关的算法和处理技术。而模具型腔几何形状描述、动态边界条件及网格生成和重划等技术难点与二维模拟相比有较大的区别，这些问题处理的正确与否将直接关系到模拟分析的可靠性和求解效率。因此，人们在不断地寻求解决的方法。Cho等[6]为了解决复杂三维问题，采用考虑热传导的三维热黏塑性有限元模型，将一个无法用解析式描述的任意复杂形状的模具表面，通过Ferguson分片，用一个分片连续的形式给出，将被网格重构的变形体分为表面自适应层和中心区两部分，提出一种基于体适应映射法的三维网格重构技术。所提出的网格重构方法是以产生线性八节点六面体单元为基础的。在表面自适应层上自动产生网格后，中心区通过体适应映射法自动生成网格，并对万向节的热锻过程进行了完整的模拟。此外，在计算机上处理三维金属成形，还需进一步提高模拟的可视化水平，拥有良好的用户界面是非常重要的。随着计算机装载了三维图形处理程序及计算速度和硬件水平的提高，可在前后处理中大量应用可视化技术，用户在二维屏幕上可直接观看物体的三维图形和数据。在金属成形过程模拟中，可通过采用切片技术和镜像显示技术观测物体某一横截面或整个结构的变化情况，点跟踪技术可使用户了解在成形过程中原始材料上任意点的流动情况，同时绘制这些点的过程参数变化曲线图。

2.3单目标优化设计到多目标优化设计渗透 金属材料的成形通常在高温下进行，工件塑性成形是一个复杂的热力学过程，受到应力应变分布不均匀、硬化和再结晶等因素的影响，而工件的形状和尺寸精度及其内部质量和性能决定着产品质量。热处理过程作为材料加工中不可缺少的环节，是一个包含温度、相变、应力/应变相互作用的复杂过程，是一个多机制综合作用的过程。对其进行组织性能预测的数值模拟，首先必须通过大量实验，使模拟技术建立在可靠的试验数据基础上，建立准确的数学模型，将组织场-变形场-温度场三者进行耦合计算，将成形过程与热处理工艺的模拟与质量控制相结合，使模拟结果更准确。由此可作为参考对影响成形过程和热处理工艺的各种工艺参数进行综合优化设计，以适应先进制造技术的要求(高精度、高质量、高效率)。

2.4虚拟制造系统的开发

现代化制造加工业的目的应是适应全球市场需求，目标应是应用CAD/CAE/CAM技术来实现优质、高效、低费用产品生产。为适应现代化制造业中要求柔性化、快捷、低成本及高质量的要求，在生产设计中互相借助彼此硬件和软件技术，把最先进的技术集中起来不失为一种好的解决方法。但这种集成与常规的集成技术不同，它是虚拟的，是一种并行工程思想与先进制造技术的综合体现。它主要包括:

1、敏捷制造(AM):利用“竞争—合作/合同”机制，发挥局部特长;

2、并行工程(CE):实现同步设计、加工、核算和管理;

3、专家系统(ES):实现领域知识和复杂问题的评价和求解;

4、网络技术及先进的管理系统(NT-MS):实现先进集成技术的最快捷的手段。图1 为虚拟系统的结构图。基于虚拟系统的制造业，将是21 世纪市场上一种较好较快实现产品的运营方针，可大大减低新产品开发风险，提高经济效益，最终使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

图 1 虚拟系统的结构图

2.5反向设计技术与专家系统

在某一给定的成形工艺中，最终产品的材料状态和几何形状取决于诸多工艺参数(加载条件、模腔形状、模具润滑条件、初始坯料几何尺寸等)，若考虑某些工艺参数固定不变，则通过对另一些工艺参数的反复模拟和修改，以得到所希望得到的最终产品的材料状态和几何尺寸，成形工艺的设计可认为是对于初始坯料和随后的各预成形坯及模具的设计，但这种反复迭代的方法需要花费大量的计算时间是极不经济的。八十年代中，S.Kobayashi 等系统研究了这一问题，提出了反向模拟技术(Backward Tracing Technique)，即从一给定的最终形态，沿着相反的加载路径，反向模拟实际的工艺过程，该方法为工艺设计开辟了新途径。近十年来，反向模拟技术得到了一定的进展和应用，但始终没取得突破性进展，其主要原因是从最终形态反向模拟时，无法给定初始场量，因此获得的初始毛坯设计在理论上存在缺陷，无法估计设计所带来的误差。近年来，工艺设计与优化的技术取得了新的进展，提出了敏感性分析(Sensitivity Analysis)的反向设计方法(Inverse Method)，该方法将预成形设计和模具设计问题处理为优化问题，用严密的数学公式进行描述，将优化问题的目标函数定义为一组给定设计变量中所希望的最终状态和数值计算状态之间的误差的某种度量，敏感性分析是一种广泛用于计算目标函数梯度的方法，由于所求解的问题高度非线性并具有历史依赖性，因此，最适合应用直接差分法(Direct Differentiation Method)，控制方程直接由敏感性场的场量公式差分得到。该方法已成功地应用于坯料和模具形状的优化设计中。另外，在材料加工领域中，许多设备和工艺问题主要还是利用已经总结出来的经验公式和参数，加上仍存在于专家头脑中的经验知识来解决。在实际生产中，经验知识的运用往往多于数学分析运算，且很有效，因此，如何充分发挥这些知识的作用，充分利用这一资源，具有非常重要的意义。专家系统就是很好的解决方法，它利用知识的显式表示、事实和推理技术，以解决通常需要专家才能解决的问题。一个典型的专家系统包括: 知识获取的装置，收集专家们在该领域的规则和知识，这一装置也包括规则编辑器，允许用户改进现有规则和增加新的规则;存储事实和规则的数据库，该数据库通常可与其它数据库系统结合；一个推理机，以确定如何应用知识规则来解决问题：一个用户界面，以允许非专家的用户使用该系统来解决特殊问题。该方法正广泛应用于材料加工的工艺设计中。

2.6新模拟技术开发

数值分析的巨大成果是有限元方法。但是，当网格高度畸变时，这种以单元作为基本概念的方法却有许多难以处理的问题，主要原因是网格的存在妨碍了处理与原始网格线不一致的不连续性和大变形。在处理这类问题时，有限元法通常采用网格重构，但这样不仅计算费用昂贵，而且会使计算精度受损[13]。为解决上述问题，近年来，一种新的无网格数值方法正在迅速发展。无网格方法将连续体离散为有限数目的质点，位移场函数在没有明显网格的情况下通过这些质点的插值得到，该方法仅采用基于点的近似，而不需要节点的连续信息，不仅避免了繁琐的单元网格生成，而且提供了连续性好、形式灵活的场函数，具有前后处理简单、精度高等方面的优点。在处理弹塑性、裂纹扩展、移动界面、高速碰撞以及具有大变形特征的工业成形问题时具有重要的研究价值和广阔的应用前景。无网格方法以其在场函数近似、局部特征描述等方面特有的优点，越来越受到国内外学者的关注，呈现出强劲的发展势头，具有广阔的应用前景和重要的研究价值。

3结语

先进制造技术是制造业赖以生存、国民经济得以发展的主体技术，以制造技术为焦点的技术竞争已在全球展开。计算机模拟技术使制造技术走出从前主要依赖于经验的狭小天地，进入全方位预测，力争一次成功的新阶段，从而实现有效的现代工程设计和迅速的新产品开发。随着计算机模拟技术的不断完善发展，它将继网络技术和数据库技术后成为21 世纪材料加工技术的又一技术支撑环境。

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