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关键词:虚拟制作技术;模具制造
一、虚拟制造技术概述
虚拟制造技术(virtual manufacturing technology,VMT)是以虚拟现实和仿真技术为基础,对产品的设计、生产过程统一建模,在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。这样,可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程,以此来优化产品的设计质量和制造过程,优化生产管理和资源规划,以达到产品开发周期和成本的最小化,产品设计质量的最优化和生产效率最高化,从而形成企业的市场竞争优势。虚拟制造是融合了计算机仿真技术与虚拟现实技术、由多学科先进知识组成的综合系统技术, 是为了实现企业或产品的柔性, 快速地响应市场以及一次制造成功而提出的一种虚拟现实技术。它是 CAD/CAE/CAM/CAPP 和仿真技术的更高阶段, 能在计算机上实现产品从设计到制造到检验的全过程: 根据物体的虚拟模型, 在计算机上模拟 “实际”加工的全过程及产品的装配情况; 还可以及时修改设计, 避免在生产过程中可能出现的问题, 达到新产品一次开发成功, 以缩短开发周期、降低开发成本、提高生产效率的目的。
二、虚拟制造技术在模具工业中的应用
(一)虚拟产品和模具设计
无论是塑料模具还是金属冲压模具,其最终的目的是能够生产出符合要求的产品。企业可以根据市场要求进行产品设计。在保证产品用途要求的前提下,外观和产品的最终成本也要兼顾。产品设计是模具工业中的第一环节,也是影响后续工作的重要一环,产品设计是否合理直接影响经济效益。一般借助计算机进行的模具设计不能有效、合理地把产品设计、模具设计、模具制造等结合起来考虑,在实际制造过程中造成返工修改的次数多、装配性不好,在交付使用过程中则发现满足不了用户的要求,而且设计出来的模具生产灵活性差。虚拟制造技术的虚拟设计过程能够克服上述缺点,因为虚拟设计能充分利用现有的CAD软件,基于特征设计的设计平台,较好地体现面向制造设计、面向装配设计的设计思想。在虚拟设计的过程中,可以充分利用虚拟制造、虚拟装配技术等初步的设计方案进行虚拟装配,并及早发现设计上的问题。
(二)虚拟制造与模具加工
“质量好”、“精度高”、“价格低”、“交货期短”等是人们对模具制造的基本要求。但是许多模具体积庞大、结构复杂、尺寸精度和表面粗糙度要求较高, 设计制造相当困难。在模具设计阶段无法预料制造过程中将出现的问题, 有可能造成制造困难或无法进行加工。采用虚拟制造的方式, 可以优化模具零件加工过程中的工艺参数, 及时解决加工过程中出现的问题。数控仿真加工是目前应用较广的加工方法, 在计算机上采用仿真软件根据 Pro/E 产生的零件图即可生成零件的加工程序代码。通过计算机构造出一个虚拟的加工环境,在虚拟加工过程中可以观察到刀具完整的运行路径, 完成常规加工的各种功能, 如铣流道、铣平面、钻孔等, 同时还可以发现加工过程中存在的问题, 并及时修正。仿真加工结束后, 将加工程序输入数控机床即可进行实物加工。
(三)虚拟制造与模具装配
在传统模具装配过程中, 需要反复修改和调试, 才能得到满意产品。在调模过程出现的缺陷, 如破裂、起皱、回弹、翘角等, 主要凭装配人员的经验, 通过反复试模、修模、再试模、再修模的循环过程才能解决, 这样经常导致零件的报废或工期的延长。而虚拟制造技术可以大大缩短这一过程, 因为在虚拟现实环境下, 不需要建造实体模型, 工程师可以利用虚拟的“自然”环境、可视化优势进行设计, 避免出现干涉等问题, 这样可以避免反复修模,从而保证模具的精度和制造周期。在模具装配中,通过虚拟现实技术可以直观地进行设计,避免可能出现的干涉和其他不合理问题。产品设计必须解决运动构件工作时的运动协调关系、运动范围设计、可能的运动干涉检查、产品动力学性能、强度、刚度等。例如,生产线上各个环节的动作协调和配合是比较复杂的,采用仿真技术,可以直观地进行配置和设计,保证工作的协调。
(四)虚拟调试
模具的调试主要是指虚拟模具的动作过程,对不合理的地方及时反馈信息进行调整。试模是具出厂前必须经历的一个阶段。虚拟试模是虚拟制造模具生产的产品,对于虚拟生产出的产品是否满足顾客需求予以检验,以确定模具能否投入正常生产。例如对塑料注射模具,通过虚拟注射过程检验生产出的制件是否有缺陷,浇口、浇道是否设计合理,型腔能否正常填满。
从时间上讲,产品的开发有先后顺序的,比如设计、工艺、制造,只有在设计进行之后才能进行工艺设计;从数据上来说,工艺性分析在设计数据给出后才能进行。然而,关键的问题在于设计后何时以及数据生成多少时进行工艺分析、工艺设计。在模具工业中,产品设计开始生成某些数据后,就可以将数据传递给模具设计、模具制造、模具装配等,即下游的工作人员可根据产品设计传递来的数据对其进行模具设计、制造、装配方面的分析,并将分析的结果反馈给设计人员。但产品设计与其相关领域的局部数据的一致并不能说明全局数据信息的一致性。
三、结语
总而言之,对于模具工业企业而言,首先必须立足于企业的现有条件,根据虚拟制造的思想发现问题,挖掘潜力;其次必须在组织结构、技术、人才和管理等方面进行进一步的改革,为虚拟制造技术的应用奠定基础;再次,对于模具工业有关的科研单位而言,必须紧紧跟踪国外虚拟制造技术的发展动态,加大国内的研究力度。
参考文献:
【摘 要】现代科学认为物质、能量和信息作为客观世界的3个基本要素,数据是信息的表现形式。高校各个业务系统在使用过程中生产了大量的数据,经过整合,具有相关性的业务系统形成了数据中心,成为学校的宝贵资产。随着信息技术发展,借助云计算技术改造数据中心运行方式和运行环境,以某高校为例,分析对比传统数据中心与云数据中心效益差别。
【关键词】云计算数据中心能耗效益分析
一、前言
学校信息化发展与企业类似,同样遵从诺兰六阶段模型,可以从诺兰模型进行分析和理解。1947年,诺兰和吉布森(Nolan,Gibson)提出一个理解信息技术的使用与管理的模型,称为成长阶段模型(Stages of Growth Model)。之后,经过实践进一步验证和完善,又于1979年将其调整为六阶段论。这个模型试图帮助管理人员解释成长阶段的含义以及企业的成长阶段对信息技术的意义。
学校在不断发展过程中,对信息技术的理解日渐成熟,个别部门开始借助信息化手段来推进业务工作,取得了很好的效果。经过这些部门示范,越来越多的部门从观望变为积极尝试,越来越多的信息化应用雨后春笋般开始建立,购买应用软件、系统软件、硬件设备等。同时,安排专门人员负责系统管理工作。随着信息中心的成立,业务系统又开始逐渐托管到信息中心保存管理。从提供的服务方面划分,数据中心向云计算数据中心进阶的过程可以划分为4个阶段,托管型、管理服务型、托管管理型和云计算管理型,也就是云数据中心。
二、云数据中心建设方案
对于云计算而言,提高数据中心数据处理能力,应着重考虑从高端服务器、高密度服务器、海量存储、高性能计算单元、大容量存储单元、高速数据交换网络出发。以良好的扩展性、自动化、多租户、数据移动、空间效率来支持虚拟化。其主要构架构建如下。
1.云计算数据中心总体架构
云计算架构由服务和管理两部分构成。服务方面,包含3个层次:基础设施即服务IaaS、平台即服务PaaS、软件即服务SaaS。管理方面,以云的管理层为主,其功能是确保整个云计算中心安全、稳定地运行,并且能够被有效管理。
2.云计算主机系统架构
云计算核心是计算能力的集中和规模性突破,云计算中心对外提供的计算类型决定了云计算中心的硬件基础架构。根据学校需求,云计算中心通常需要规模化的提供以下两种类型的计算能力,其服务器系统可采用两层架构,一是主要处理包括对外的数据库、数据挖掘等关键服务,也包括自身账户、计费等核心系统,通常由企业级大型服务器提供。这一层主要需要高性能的、稳定可靠的高端计算,该校选用华为FusionServer RH5885 V3机架服务器。二是面向普通应用的通用型计算,一般采用高密度、低成本的超密度集成服务器,有效降低数据中心建设成本。该校选用FusionServer RH2288 V3机架服务器。
3.云计算存储系统架构
云计算中数据统一集中存储,数据存储技术有两种趋势:一种是基于大量安装Linux系统的普通PC构成的GFS系统;另外一种是基于块设备的存储区域网络SAN系统。SAN系统中一种是基于光纤网络,运行成本高;一种基于以太网,采取iSCSI协议,运行成本低。考虑到数据中心长远发展及数据交互的高性能需求,学校采用基于光纤网络的SAN系统,选用华为S5500T作为存储设备。
4.云计算网络体系架构
数据中心升级为云数据中心后,所有应用的数据均从这里进行交互,传统的网络结构会造成网络延时,成为一大瓶颈。因此采用低延迟的服务器间双向带宽二层扁平网络。
5.云计算应用平台架构
学校数据中心平台各个应用系统上线时间不一致,为兼容早期系统、便于以后系统开发,宜采用开发与底层硬件和应用基础设施无关的平台架构。因此采用面向服务架构SOA的方式。
6.云计算机房结构
该校机房建成已逾15年,机房动力环境保障较差。综合分析,本次机房结构建设采用集装箱模块化机房。
三、效益分析
该校各个应用系统项目建设时绝大多数都采购了相应的硬件设施,后期统一托管在校园网主控机房。
由于时间跨度大,设备型号复杂,设备性能差异大,进行云计算整合复杂程度太大,且无大的存储设备及光网络数据交换设备。结合机房建设考虑,本次采用单品牌一体化云计算建设方案。表一为传统数据中心机房与云数据中心机房运行情况对比。
表格1传统数据中心机房与云数据中心机房运行情况对比
云数据中心充分保障学校业务可靠性、连续性,数据“零”丢失,业务不会因硬件故障而停止。信息化资源达到最优化利用,业务系统占用资源一目了然,资源调度简单明了,管理成本大幅下降。三校区数据集中备份,简化了系统运维管理,管理成本下降30%。
参考文献:
[1]杨扬. 成本与能效优化的虚拟云数据中心映射算法的研究[D].北京交通大W,2016.
[2]卢兴见. 大规模云数据中心负载优化调度方法研究[D].浙江大学,2014.
[3]敬超. 面向云数据中心的高效能调度及资源管理研究[D].上海交通大学,2014.
[4]黄庆佳. 能耗成本感知的云数据中心资源调度机制研究[D].北京邮电大学,2014.
[5]王艺文. 跨数据中心大规模云数据部署和传输机制研究[D].北京邮电大学,2014.
文/代健
许多家庭存在着铁铝炊具混用现象。例如烧菜锅是铁制品或不锈钢制品,却用着一把铝制锅铲。
研究证明,铝铁炊具混用留在食物中的残留铝比铝制炊具单用要高出5~10倍。有人还做过如下试验,烧菜锅铁制的,锅铲铝制的,以每日炒菜两次计算,由于一硬一软,一年之中铝铲被磨损十多克,这样多的铝随食物进入人体其危害就可想而知了。
铝对人体危害很大。它可抑制消化道对磷的吸收,使体内磷水平下降,进而影响钙的吸收,破坏体内钙磷比例而出现骨骼牙齿生长发育迟缓,老年人出现骨质疏松,易骨折。同时铝和其他化合物还使胃酸减少,消化功能紊乱,如进入脑组织中还可引起大脑神经行为退化,智力减退,老年人还可出现老年性痴呆,儿童则可导致智力发育异常。
挂面 需先“洗澡”
文/舟康
很多人习惯食用煮挂面的面汤,也有人习惯直接在煮面的同时打个鸡蛋,丢点青菜进去煮成一锅面。但是,这样的吃法是不健康的。
建议面和汤要分开做。一般情况下,因为面条在制做的过程中会含一定碱,在水煮挂面时面汤里也会有一定溶解了的碱,所以不建议直接饮用这样的面汤。
可先把面条在开水中煮一下,等面条基本熟透时捞起来。另外煮开水加鸡蛋或者加青菜,再将煮熟的面条加进汤里面就可以了。
餐具用途因“食”而异
文/方翠琴
餐具在日常生活中必不可少,但不同材质的餐具适宜的用途也不一样。
不锈钢餐具 不锈钢是由铁铬合金掺入镍、钼等金属制成,尽量避免用来作为盛放盐、酱油、醋等的容器,因为这些食物中的电解质与不锈钢长期接触会发生反应,使有害物质被溶解出来。
陶瓷餐具 有彩绘的陶瓷餐具在加工过程中需要用到含汞、镭、镉的彩釉,并添加含铅、镉的助溶剂,有可能溶出后危害人体健康,因此购买时最好选“素”一点的。
关键词: UCS;虚拟化;数据中心
中图分类号:TP319 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)13-0236-02
1 传统虚拟化架构存在的问题
近年来数据中心虚拟化建设快速发展,虚拟化提高了服务器的资源利用率,但传统虚拟化架构中还存在一些问题。
首先,传统架构中存在数据局域网和存储交换网络两种网络,这使得机柜线缆较多,不利于散热,而且导致网络配置复杂,故障排除困难。
其次,每台服务器都有着自已唯一的标识参数,如WWN名称(World wide name),MAC地址等。这些参数通常是服务器上安装的应用软件Licenses(使用许可)绑定的对象,因此当服务器发生故障,虚拟化迁移至备用服务器时,这些参数发生改变将造成软件无法在新的服务器上运行。
2 思科统一计算系统UCS
思科公司针对上述问题,开发了一种创新的计算架构:统一计算系统UCS(Unified Computing System)。它是对传统虚拟架构的革新,它在一个紧密结合的系统中整合了计算、网络、存储接入与虚拟化功能,旨在降低总体拥有成本,同时提高业务灵活性。
2.1统一交换网络矩阵
UCS使用统一交换矩阵技术实现了传统数据网络和存储数据一起同时传输。它采用的是当前在以太网上融合传统局域网和存储网络唯一成熟的技术标准Fiber Channel Over Ethernet(FCoE),即以太网光纤通道,它将存储网(SAN)的数据帧封装在以太网帧内进行转发。思科UCS采用FCoE技术实现了Fiber Channel流量在 10G 以太网中传输,整合 I/O 到同一条线缆,减少了适配器,线缆和端口数量。单个网卡及单根连线就能将服务器同时联向以太网和 Fiber Channel 存储网络,从而达到节省设备数量和布线简化的目的。图1表明了传统虚拟架构和UCS统一计算架构的对比情况。
实现这一功能的具体设备是统一交换矩阵UCS 6020XP,它创建了一个统一的管理域,最多可将20个刀片机箱作为一个计算资源池进行统一的调度和管理,实现了所有网络流量的统一传输和处理。
每块刀片服务器还配备了一个Cisco集中网络适配器(CNA)。它直接跟机箱的网络结构相连,通过10Gb的通道进行存储和网络活动,实现了以太网光纤通道(FCoE)。
2.2 VN-Link虚拟适配器技术
思科统一计算系统中的每台服务器都通过一条或多条物理链路连接到统一交换矩阵。Cisco VN-Link技术能在单一物理链路上配置多条虚拟链路。虚拟链路将虚拟机中的一个虚拟NIC (vNIC)连接到交换平台中的一个虚拟接口。这个功能由Cisco UCS M81KR虚拟接口卡实现,它能创建多达128个虚拟端口,其身份(MAC地址和WWN)可动态编程。这个虚拟接口卡提供了足够的接口,保证每个虚拟机都能拥有一个或多个专用物理接口,因此不再需要虚拟软件层面的交换。这些端口都和UCS6120XP的某个物理网卡端口相关联。图2中虚拟机VM1的虚拟网卡先和M81KR中1号虚拟接口相关联,然后和物理端口NIC1相关联,形成一条虚拟链路。
这种结构使对虚拟机虚拟链路的管理就像管理物理服务器的物理链路一样进行。也就是说,从虚拟机视角来看,每个虚拟机好像都有一个唯一的物理网卡。虚拟接口与物理接口的相联关系能根据需要发生改变。当一个虚拟机从一台服务器迁移到另一台服务器时,该虚拟机的虚拟链路所连的虚拟接口只要简单地与UCS6120XP另一个物理端口建立关联就可以了。图2中VM1由A刀片机箱迁移到B刀片机箱时,VM1的虚拟接口卡由原来关联的NIC1变换为NIC2,而对于虚拟机系统中mac地址来说则不发生变化,因为虚拟接口卡仍然是1号虚拟接口。这样就解决了服务器虚拟化迁移后软件能正常运行的问题。
2.3 UCS Manager统一管理系统
Cisco UCS Manager是思科统一计算系统的管理中心。它提供了一个直观GUI控制台,能够全方位管理服务器配置文件、HBA设置和网络配置文件等,无需为个系统组件配备单独的管理模块。Cisco UCSManager软件集成并内嵌于统一交换矩阵UCS6120XP之中。
UCS Manager为每台刀片服务器都设置了一个服务配置文件。它全面定义服务器的各种参数和配置。当更换新的刀片服务器时,我们可将原来的服务配置文件直接应用到新服务器。由于配置文件中规定了服务器的物理参数如MAC地址,WWN地址,VLAN和VSAN的连接,boot order等各项参数,新的服务器也即备机就会具有和老服务器一样的物理参数,由此,无需在网络和SAN设备上做任何重新设置,备机就具有老服务器的所有特性。这样就避免了传统虚拟架构中服务器更换时的繁琐设置工作,提高了管理效率,降低了维护难度。
3 基于UCS的虚拟数据中心部署方案
本方案采用了2台思科UCS5108刀片服务器机箱,该机箱最多可以安装8台半宽两路刀片服务器。刀片服务器选择思科UCS B200 M2两路刀片服务器,每个机箱共配置8台,每台配置2颗E5649处理器,48GB内存。刀片服务器通过2104XP陈列扩展器模块连至两台交换矩阵6120XP,形成冗余结构,避免出现单点故障。每个2104XP有4个10G上行端口,支持40G带宽,每刀片机箱安装2个,共80G带宽。两台UCS 6120xp都连接到思科上层核心交换机。NetAPP存储由Cisco MDS9124交换机和统一交换矩阵相连。
每台刀片配置48GB内存,在一般应用的负载情况下,可承载16台虚拟机的资源需求。此虚拟化架构易于扩充,资源不够时只需增加刀片机箱和刀片服务器即可。数据存储由NetAPP存储提供,可方便扩充数据容量,保障数据的可靠性。
4 结束语
UCS采用统一交换矩阵,在一个统一的网络基础设施上传输局域网、存储流量,降低了网络的复杂度和部署难度。 UCS Manager对整个刀片集群作为一个计算资源池进行统一的调度和管理,实现了刀片资源的动态调度以及刀片故障时的自动冗余切换功能。
UCS平台将计算、网络、存储访问和虚拟化统一到一个综合系统中,进行集中管理,提升了数据中心虚拟化的灵活性和可靠性。
参考文献:
[1]茅昌坤.基于UCS的企业级虚拟存储系统架构[J].信息与电脑:理论版,2015(8):14-15.
关键词:高中生;英语写作能力;目标
高中阶段,能写出连贯且结构完整的短文,是高考英语书面表达部分的要求,也是现行高中英语新课程的目标要求之一。相当一部分的高中生由于对语言要素综合应用的能力较弱,写出的东西往往是句不达意,或是杂乱无章,或是不符合英语表达习惯的“中文式英语”。因此,教师在教学中,培养学生的英语写作能力,提高学生的写作水平,是高中英语教学的目标要求,也是学生未来英语再学习的需要。
一、培养“造句”能力
句子是表达一个完整意思的最小单位。正确的英语句子能够生动、形象、准确地表达内容。所以培养学生的英语写作能力,必须从写好句子开始,即从培养学生的“造句”能力开始。“造句”能力的培养,一种有效的方法是教师可以先从熟悉简单句的基本句型开始,接着从模仿入手作进一步训练。
1.熟悉简单句的基本句型
简单句有五种基本句型:
(1)主语+不及物动词:
a.Nobody went.
b.Mr. Brown lives in New York.
(2)主语+ 连系动词+ 表语:
a. Professor Green is very surprised.
b. Today my mother looks fine.
(3)主语+及物动词+宾语:
a. I can’t answer those questions.
b. He speaks English.
(4)主语+ 及物动词+宾语+宾补:
a. She found the film interesting.
b. I saw John going out of the classroom.
(5)主语+及物动词+间接宾语+直接宾语:
a. I gave her two books yesterday.
b. She taught us English.
任何复杂的句子都是由简单句组成的,因此,熟悉简单句的基本句型是写出正确句子的关键。教师在平时的教学中,特别是在讲解课文时,不断重现简单句的基本句型,并让学生指出其类型。当学生熟悉了简单句的五种基本句型后,他们在以后的写作中就少犯写出的句子成分不完整的错误。
2.循序渐进,由“课文内”到“课文外”,先易后难,模仿造句
当学生熟悉了简单句的五种基本句型后,便开始引导学生由易到难模仿造句。以SEFC第一册(下)P26的“advice”一词为例,教师可按以下步骤进行训练:
(1)重复课文中的句子,让学生说出或写出课文中的句子。
In one of his books,Marx gave some advice on how to learn a foreign language.
通过以上句子,让学生体会新词、词组、句型的含义和用法。
(2)要求学生改变画线的某一部分或某几部分。
学生学会替代方式,可能造出下面的句子:① In one of his books, Lenin gave some advice on how to learn a foreign language. ② In class, our English teacher gave some advice on how to learn a foreign language. ③At the meeting, he gave some advice on how to improve our English.
通过这样的模仿造句,学生获得一点初步写英语句子的成功感或收获感,对英语写作充满信心和喜悦。
(3)将课文中的句子稍加变化,继续模仿造句。如:
① He gave a piece of advice on our project.
② Her mother gave me much good advice.
通过模仿以上句子,让学生了解advice是不可数名词,让学生进一步体会新词、词组、句型的含义和用法。
(4)给一些与advice搭配的其他词组,让学生模仿造句。如:
take one’s advice 接受某人的建议
do on one’s advice 按某人建议去做
① The manager has taken our advice on the project.
② The headmaster took the teachers’ advice and would do on their advice.
通过模仿以上句子,让学生进一步体会新内容。
(5)进而介绍advice的动词形式为advise,并让学生模仿造句。如:①The doctor advised him to stop smoking. ②She advised me to work harder at school.
通过模仿以上句子,让学生拓宽了写作思维能力。