電子信息工程設計中自動化技術的應用分析
朱立功1.2
摘要:二十一世紀的前十年,計算機技術以及網(wǎng)絡技術快速發(fā)展,帶動了越來越多的技術被應用到電子信息工程設計中,自動化技術就是如此。這項技術的應用推動了電子信息工程的發(fā)展與變革,同時也推動了相關行業(yè)的發(fā)展。本文著眼于探究自動化技術其在電子信息工程設計中的實際應用情況,為行業(yè)發(fā)展提供一些參考。
關鍵詞:電子信息工程設計;自動化技術;應用
近年來,各行各業(yè)都必須積極開展技術與革新,提升自身的工作效率與質量,這樣才能在未來的市場競爭中獲得優(yōu)勢。自動化技術是企業(yè)實現(xiàn)這些想法最根本要素。在這樣的背景和技術環(huán)境下,自動化技術需要能夠發(fā)揮出其自身優(yōu)勢,才能使我國的電子工程技術獲得快速發(fā)展,趕上發(fā)達國家的水平。因此,從應用的角度出發(fā),致力于研究提高自動化技術在電子信息工程設計中的應用水平,具有重要的現(xiàn)實意義。
一 電子信息工程設計中自動化技術的應用意義
(一)電子信息工程設計的效率提升。自動化技術的應用使機械設備和計算機的結合使各種設備的使用率大幅增加,同時,人工的手動操作在減少,工作效率獲得巨大提升,隨著自動化技術不斷進步,各行各業(yè)都實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。自動化技術實現(xiàn)了對自動控制技術、現(xiàn)代信息管理技術以及電子技術的高精度、高兼容的整合,這些整合技術就組成了今天電子信息工程,可見,電子信息工程與自動化技術之間存在很大的契合點。實際上自動化技術的開發(fā)和使用,就是服務于電子信息工程的。將自動化技術應用到電子信息工程中不僅是可行的,而且是高效的,這就極大的推動電子信息工程設計效率的提升。例如,新冠疫情期間,醫(yī)用口罩生產(chǎn)加速,自動化醫(yī)用口罩生產(chǎn)線的單天產(chǎn)能是10 萬/天,而如果人工方式100 名工人一天不停的干也達不到自動化生產(chǎn)線的十分之一。
(二)電子信息工程設計的智能制造水平提升。電子信息工程有了自動化技術的幫助,可以對信息進行有效的控制以及處理。與人力手工比較,自動化管理的效率顯然高出很多倍,系統(tǒng)會根據(jù)數(shù)據(jù)等快速做出反應,自動化完成控制與管理等操作,不會出現(xiàn)任何錯誤。自動化技術的反應時間短,且能夠完全自主處理一些很復雜的問題與故障,也就是自檢能力高,避免人力的過多投入,因此其智能化水平就高。另外,各種操作都是經(jīng)過精確的計算與多道程序控制,因而出現(xiàn)錯誤的概率較小甚至沒有。當前各行各業(yè)應用的機器人、智能家電等都是自動化技術與電子信息工程結合的產(chǎn)物,這些技術的應用提升了智能化工作水平的同時也降低了研發(fā)成本,具有非常廣闊的應用前景。
(三)電子信息工程設計的精準性提高
自動化技術中融合了當今世界最新的技術,它可以完成很多人工難以完成的操作,解決了過去傳統(tǒng)行業(yè)老大難的技術問題,工作效率和工作精度都是人工操作無法比擬的,自動化系統(tǒng)中快速對數(shù)據(jù)、資料做出反應,在秒內(nèi)就處理完成所有工作,尤其是高精尖工作,航天技術就是典型代表,精確、迅速、實現(xiàn)遠程精準控制。
二 電子信息工程設計中自動化技術的實際應用
(一)計算機輔助設計與軟件
計算機輔助設計技術在電子信息工程設計中的應用較為廣泛,除了常見的CAD二維軟件,法國的達索公司開發(fā)出兩款三維設計軟件更是大放異彩,這兩種軟件一款是CATIA,另一款SOLIDWORKS,都是用于三維產(chǎn)品的設計。在這兩款軟件的輔助下,電子信息工程設計的準確性與智能化明顯提升。設計人員只需要將相關的要求、數(shù)據(jù)錄入到計算機系統(tǒng)當中,軟件就可以對這些數(shù)據(jù)進行分析與處理,并以三維立體圖呈現(xiàn)出來,同時還可以出裝配圖和工程圖,效率提升好幾個等級。除了SW和CATIA,還有UG等設計軟件,西門子公司還實現(xiàn)了設計的三維圖形與加工中心鏈接,只要把設計好的三維圖輸入,加工中心就開始工作,無需任何人值守和手工操作就能完成加工工作,整個過程節(jié)省了冗長的管理環(huán)節(jié),直接與機器對接,非常簡單、便捷。
(二)計算機輔助的智能制造
計算機輔助制造系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)組成,軟件系統(tǒng)包括輔助設計軟件、數(shù)據(jù)庫等;硬件系統(tǒng)則包括輸送裝置、執(zhí)行機構等。自動化技術在計算機輔助制造中的應用就是為了使生產(chǎn)效率獲得大幅的提升,同時還可以幫助電子信息工程驗證設計質量,設計人員還可以對設計進行優(yōu)化。自動化技術可以替代人力不能完成的工作任務,設計人員如發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題,只需要簡單修改數(shù)據(jù)參數(shù)就可以對生產(chǎn)作出調(diào)整,使產(chǎn)品的質量得到提升。江蘇恒立液壓氣動公司設計液壓閥時,從設計到模擬實驗,到生產(chǎn)出產(chǎn)品全部都由一體化智能制造系統(tǒng),來完成,效率比傳統(tǒng)的設計加工提升3 倍以上,是真正的智能智造。
(三)電路模擬分析設計與計算機控制
電路分析設計與計算機控制技術是電子信息工程設計也是非常重要的部分。在自動化技術的幫助下,邏輯電路、三相電路、控制電路的作用可以充分發(fā)揮出來,繼而推動電子信息工程設計向著模塊化、精益化、智能化的方向進一步發(fā)展。最典型的就是微電子行業(yè)的集成電路制造,從設計到生產(chǎn)、封裝,再到測試都是通過自動化技術完成,最新的芯片制造是臺積電在5 納米制程技術,在指甲大的板子上集成了1.6 億個電子器件,完全是集當今世界最先進的自動化設計制造之大成,采早出這樣世界級的頂尖產(chǎn)品,所以臺積電是世界上最盈利的集成電路制造公司。
(四)自動化辦公
電子信息工程設計具有較高的復雜性,所涉及的數(shù)據(jù)資料、文件很多。按傳統(tǒng)工作方式,工作人員在設計的過程中需要對這些文件、數(shù)據(jù)逐個分析與處理,不僅增加了工作量還提高工作難度。人畢竟是一種生物,會有疲勞和松懈的時候,不能像機器那樣始終高效的工作,容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、錯漏等問題,這對電子信息工程設計的無疑大忌。當今世界不斷升級的自動化技術就是為了有效改變這一現(xiàn)狀和弊端而生,在辦公管理中,國內(nèi)金蝶公司出品的OA系統(tǒng),就是效率非常高的數(shù)據(jù)處理軟件,它是自動化技術與電子信息技術結合的結果,人員與系統(tǒng)都在組成一張“網(wǎng)”內(nèi),文件與數(shù)據(jù)處理的效率以及準確性都將大幅提升。后臺設計人員還可以及時查看軟件中的數(shù)據(jù),了解運行和安全的情況,并可以設計的失敗率予以有效控制。
(五)大數(shù)據(jù)與云計算
人類如今進入大數(shù)據(jù)時代,AI與智能制造需要大數(shù)據(jù)做支撐,而大數(shù)據(jù)的發(fā)展和升級有需要自動化技術的輔助和跟進,沒有自動化技術的發(fā)展與升級,大數(shù)據(jù)與云計算將無從談起,很多時候,只有自動化技術這個支點硬實了,才能撬動大數(shù)據(jù)和云計算向前發(fā)展。反過來,大數(shù)據(jù)和云計算的發(fā)展,帶動自動化技術升級,可以說是相互作用,相互影響,協(xié)調(diào)發(fā)展。如特斯拉、比亞迪等汽車公司競相推出的自動駕駛和電動車技術,就是大數(shù)據(jù)與自動化技術相互作用,共同促進了這些行業(yè)的實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
結束語:綜上所述,電子信息工程設計中的自動化技術在計算機輔助設計與軟件、計算機輔助的智能制造、電路模擬分析設計與計算機控制、自動化辦公等領域、大數(shù)據(jù)與云計算等領域應用,帶動了相關行業(yè)的快速發(fā)展。這項技術所涉及的先進現(xiàn)代科技領域繁多,能夠設計人員從繁瑣的手工工作中解放出來,也能顯著有效提升信息控制的智能化程度,對未來工業(yè)化產(chǎn)品的工程設計的系統(tǒng)化、模塊化、智能化都能夠起到重要作用。