第一篇：技术的现状及发展趋势
光纤通信技术发展的现状及趋势
年级：大一
学号：13401010222
姓名：傅天一
专业：计科
指导老师：
二零一四年五月
摘要：由于光纤通信具有损耗低、传榆频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速,文章概述光纤通信技术的发展现状,并展望其发展趋势。
关键词：光纤通信技术;趋势;光纤到户;全光网络
一、前 言
1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表论文,预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤,光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从
1980年到2000年增加了近1万倍,传输速度在过去的10年中大约提高了10倍。
二、光纤通信技术的发展现状
为了适应网络发展和传输流量提高的需求,传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究,实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究,实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前,以日本为代表的发达国家,在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统,对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面,光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成,为下一代宽带信息网络,尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。
(一)复用技术
光传输系统中,要提高光纤带宽的利用率,必须依靠多信道系统。常用的复用方式有:时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中,WDM技术比较成熟,它能几十倍上百倍地提高传输容量。
(二)宽带放大器技术
掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键,它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄,约有35nm(1530~1565nm),这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有:(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA),它可实现75nm的放大带宽;(2)碲化物光纤放大器,它可实现76nm的放大带宽;(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来,可放大带宽约80nm;(4)拉曼光纤放大器(RFA),它可在任何波长处提供增益,将拉曼放大器与EDFA结合起来,可放大带宽大于100nm。
(三)色散补偿技术
对高速信道来说,在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码,限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说,色散限制仅仅为50km。因此,长距离传输中必须采用色散补偿技术。
(四)孤子WDM传输技术
超大容量传输系统中,色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中,使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散,因而可以显着增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合,凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势,继而向高速、宽带、长距离方向发展。
(五)光纤接入技术
随着通信业务量的增加,业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务,而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络,用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求,只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开,核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了,它可与多种技术相结合,例如ATM、SDH、以太网等,分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题,APON发展基本上停滞不前,甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用,APON将用于实现FITH方案。GPON对
电路交换性的业务支持最有优势,又可充分利用现有的SDH,但是技术比较复杂,成本偏高。EPON继承了以太网的优势,成本相对较低,但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95%的局域网都使用以太网,所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的,并且原有的以太网只限于局域网,而且MAC技术是点对点的连接,在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网,还可扩展到城域网,甚至广域网,EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。
三、光纤通信技术的发展趋势
对光纤通信而言,超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标,光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。
(一)光纤到户
现在移动通信发展速度惊人,因其带宽有限,终端体积不可能太大,显示屏幕受限等因素,人们依然追求陆能相对占优的固定终端,希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽,它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代,光纤到户的成本大大降低,不久可降到与DSL和HFC网相当,这使FITH的实用化成为可能。据报道,1997年日本NTT公司就开始发展FTTH,2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中,FTTH的安装数量增加了200%以上。在我国,光纤到户也是势在必行,光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展,预计2012年前后,我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设高潮。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点,伴随着相应技术的成熟与实用化,成本降低到能承受的水平时,FTTH的大趋势是不可阻挡的。
(二)全光网络
传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍用电器件,限制了目前通信网干线总容量的提高,因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性,并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率,网络结构简单,组网非常灵活,可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术,它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段,但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。
四、结 语
光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。在国内各研发机构、科研院所、大学的科研人员的共同努力下,我国已研制开发了一些具有自主知识产权的光通信高技术产品,取得了一批重要的研究与应用成果。这些研究工作和突出成果为O-TIME(光时代)计划的实施奠定了坚实的基础,有望在“十一五”期间取得更多的成果,为我国的信息基础设施建设做出贡献。
第二篇：网络信息检索技术的现状及发展趋势
摘要
1990年以前，网络信息检索的现状与发展没有任何人能够检索互联网上的信息。应该说，所有的网络信息检索工具都是从1990年的Alan Emtage等人发明的Archie开始的，虽然它当时只可以实现简单意义上的FTP文件检索。随着World Wide Web的出现和发展，基于网页的信息检索工具出现并迅速发展起来。1995年基于网络信息检索工具本身的检索工具元搜索引擎由美国华盛顿大学的Eric Selberg 等发明。伴随着网络技术的发展，网络信息检索工具也取得了十足的发展，那么这些检索工具的现状和发展趋势如何呢?本文将试作以探讨。
关键词
网络;信息;检索;发展
1 近年来，互联网得到了迅速的发展，网上信息资源愈来愈庞大，且信息具有量大、分散、异构等特性，因此，传统的Web信息检索工具开始暴露出它性能低下的一面，具体体现在现有的信息检索工具对用户的要求常常是找出了几千甚至上万条记录，根本无法从中再细找，或者找到的内容和要找的内容不是一个专业领域的，造成信息无效的现象。但随着人们信息意识的增强，对信息内容及信息服务的需求也在不断的演变和发展，对获取信息的专业化、实效性等方面有了新的要求。如何针对专业领域中特定的用户群为他们提供专业的、度身量造的信息服务，使用户在尽可能短的时间内有效的找到最需要的信息内容是大家普遍关注的一个问题。本文利用网格计算、集群系统、XML等技术设计了一个基于网格的面向专业内容的Web信息检索体系结构，它能将地理位置分散的、异构的信息按地区按专业内容从逻辑上进行合理的组织和管理，为用户快速、有效地获取自己所需要的信息提供了一种方法。
一、基于网页的网络信息检索工具的现状和发展趋势
(一)现状
网页是因特网的最主要的组成部份，也是人们获取网络信息的最主要的来源，为了方便人们在大量繁杂的网页中找寻自己需要的信息，这类检索工具发展的最快。一般认为，基于网页的信息检索工具主要有网页搜索引擎和网络分类目录两种。网页搜索引擎是通过“网络蜘蛛”等网页自动搜寻软件搜索到网页，然后自动给网页上的某些或全部字符做上索引，形成目标摘要格式文件以及网络可访问的数据库，供人们检索网络信息的检索工具。网络目录则是和搜索引擎完全不同，它不会将整个网络中每个网站的所有页面都放进去，而是由专业人员谨慎地选择网站的首页，将其放入相应的类目中。网络目录的信息量要比搜索引擎少得多，再加上不同的网络目录分类标准有些混乱，不便人们使用，因此虽然它标引质量比较高，利用它的人还是要比利用搜索引擎的人少的多。
但是由于网络信息的复杂性和网络检索技术的限制，这类检索工具也有着明显的不足。(1)随着网页数量的迅猛增加,人工无法对其进行有效的分类、索引和利用。网络用户面对的是数量巨大的未组织信息，简单的关键词搜索,返回的信息数量之大,让用户无法承受。(2)信息有用性评价困难。一些站点在网页中大量重复某些关键字,使得容易被某些著名的搜索引擎选中，以期借此提高站点的地位,但事实上却可能没有提供任何对用户有价值的信息。(3) 网络信息日新月异的变更,人们总是期望挑出最新的信息。然而网络信息时刻变动,实时搜索几乎不可能，就是刚刚浏览过的网页,也随时都有更新、过期、删除的可能。
(二)发展趋势
网络信息检索工具的发展主要体现在进一步改进、完善检索工具和检索技术，以提高检索服务质量，改变网络信息检索不尽如意的地方。主要体现在以下几个方面：
1网络检索工具开发提供商之间合作越来越紧密
过去一般网络检索工具提供商只依靠自己建立的数据库来提供检索服务，检
2 索范围有限，而现在某些著名的搜索引擎在购买其他公司的数据库或者技术内核，有的与其他搜索引擎建立伙伴关系，以便用户使用。比如著名雅虎现在采用的是Google的搜索内核，网易也曾经使用Google的搜索内核技术来丰富自己的搜索引擎数据库，硅谷动力、广州视窗、新浪、搜狐、Chinaren、21cn、26
3、Tom等搜索引擎使用融合了百度的搜索内核技术等等。
2信息检索工具专业化及服务内容深化
一些检索工具已经不再盲目追求加大收录和标引量，而更加注重突出专业特色。在lycos搜索引擎目录中，我们可以看到商业搜索引擎、IT搜索引擎、人才搜索引擎、金融搜索引擎、医学搜索引擎等专业化的网络信息检索纷纷出现，信息检索工具的专业化已经成为一种不可逆转的趋势。信息检索服务商将服务更加深化：Google推出了网页引文查询服务，通过它可以查看自己所要查询的资料被其他网站引用的情况，从而使用户更好的把握网页信息的质量;2003年8月，第三代中文搜索引擎慧聪问世，它则集“广泛的地域搜索”、“强大的行业搜索”、“完美的MP
3、Flash搜索”众多搜索功能为一体，还开发了“针对内容的相关性查询”和“符合汉语特性的模糊查询”，可以实现汉语拼音查询和同音词纠错。
3网络信息工具智能化的发展趋势
(1)信息检索工具的智能化首先是网络蜘蛛的智能化。针对网络信息的动态更替性，网络蜘蛛通过启发式学习采取最有效的搜索策略,选择最佳时机获取从Internet上自动收集、整理的信息。网络蜘蛛能在网络的任何地方工作,能尽可能地挖掘和获得信息。网络蜘蛛还要有网页跟踪监测功能，如果网页出现更新、删除等情况要及时在数据库中更新。网络蜘蛛具有跨平台工作和处理多种混合文档结构的能力。(2)其次是检索软件的智能化。现在主要有智能搜索引擎、智能浏览器、智能代理。这些网络检索工具都非常重视开发实现基于自然语言形式的输入，检索者可以将自己的检索提问以及所习惯的短语、词组甚至句子等自然语言的形式输入，智能化的检索软件将能够自动分析，而后形成检索策略进行检索。比如现在的百度搜索可以在你输入关键词以后，不断提供一些相近的关键词供你选择，直至找到你所需要的结果。Google则借助于机器翻译技术，将一种自然语言转变成另外一种自然语言，使用户能够使用母语搜索非母语的网页，并以母语浏览搜索结果。尤里卡、问一问、和国外的ASK Jeeves则通过语义技术和检索技术的结合，可是实现检索工具对搜索词在语义层次上的理解，为用户提供最准确地检索服务。
二、基于FTP文件的搜索工具。
(一)现状
如前所述，搜索引擎的雏形以及最早的搜索引擎都是基于FTP文件搜索的。最早的FTP搜索引擎是基于文本显示的Archie。后来由于WEB的出现，FTP搜索引擎发展受到了一定的影响。直到基于WEB的FTP搜索引擎出现，它才越来越多受到人们的欢迎，用户量也在迅速上升，重要性也日渐显现出来。FTP搜索引擎的功能是搜集匿名FTP服务器提供的目录列表并向用户提供文件信息的查询服务。目前，国内做的最好的、规模最大的当属天网FTP文件搜索引擎，现在可以
3 搜索2400万个文件(数据来源于天网主页)，2002年时的统计日访问量是40万次，这在世界FTP搜索引擎界也算是一个佼佼者。另外国内还有清华9#搜索引擎、西安交大思源搜索、华南木棉搜索引擎、网络指南针、中科大天狼搜索引擎以及南京理工的“一网打尽”搜索引擎等等，国外的有Philes.com、AlltheWeb.com、Filesearching.com、souborak.com和ftpfind.com等，其中ftpfind.com是目前国外最先进的，支持包括站点快照和文件分类等新兴功能，而且文件数据量非常大。
近几年来，虽然FTP搜索引擎技术发展的很快，但相对WWW搜索引擎而言，FTP搜索引擎为数不多，技术上也还不十分成熟，还有很多需要改进的地方：(1)FTP搜索引擎的收录数量还比较少，搜索引擎的规模和质量还是要取决于其维护的信息量。据统计，全球匿名FTP服务提供的文件条目已经有数亿条，即便是目前规模最大的Philes.com，据陈华、李晓明2002年7月份统计也只有209，698，206 个文件。(2)检索功能还不完善。检索功能是一个搜索引擎最重要的部分，有很多搜索引擎还不能支持“and”和“or”等简单的布尔检索，使得数据库中的文件不能被检索到。(3)FTP服务器本身特点决定了FTP搜索引擎弱点，即由于FTP服务器有开放时间、有的还限制IP地址、有的限制登陆的用户量、不同的服务器设立的联接端口号并不相同等决定了其搜索到的结果有一部分是不能访问的，大大降低了用户的满意度。
(二)发展趋势
正如前文所述，FTP文件搜索引擎技术还不是很成熟，但其发展非常迅速，其发展趋势主要表现在以下几个方面：(1)检索功能日益丰富。天网FTP文件搜索引擎现在可以实现以文件大小、文件的上传日期、以及网段(比如说是华北网、华东网等)等多个条件的高级检索来限制检索结果;AlltheWeb.com增加了检索方式(规则表达检索、准确检索、浏览、对大小写敏感与否等等)，限制主机(是edu还是gov或者com等)，文件类型以及文件大小、日期等功能。(2)检索服务的个性化。现在FTP搜索引擎研究者已经开始注意这一方面，天网ftp搜索引擎已经有了很多可以个性化的选项：可以设置用户不同偏好的排序方式，可以设定国外文件优先还是本国文件优先，对于国外用户是不是应该国外文件优先，是FTP上文件优先还是WWW上的文件优先，是选择中文的还是英文的等等。AlltheWeb.com则是可以完成更丰富的个性化设置，比如说可以选择一个主机提供一个结果、设置语言、搜索的文件大小设置、是否亮度显示搜索关键词、设置使用者语言、以及键盘快捷键等等。
三、基于网络检索工具的检索技术的现状和发展趋势。
(一)现状
随着网上信息资源的膨胀发展，一种搜索引擎，无论它多么完善都不可能满足一个人所有的检索需求。如果遇到文献普查、专题查询、新闻调查与溯源、软件及MP3下载地址搜索等情况，人们就更需要使用多种搜索引擎来比较、筛选和相互印证。为解决逐一登陆各搜索引擎，在各搜索引擎中分别多次输入同一检索请求(检索字串)等烦琐操作，基于网络检索工具的检索工具产生了。
目前这列检索工具只要有两种：集成搜索引擎和元搜索引擎。所谓集成搜索引擎是在一个检索界面上链接若干种独立的搜索引擎，检索时，一次检索输入，
4 可以指定搜索引擎也可以要求多个引擎同时检索，搜索结果由各搜索引擎分别以不同页面提交的网络检索工具，其实是利用网站链接技术形成的搜索引擎集合。集成搜索引擎制作与维护技术简单，可随时对所链接的搜索引擎进行增删调整和及时更新，尤其大规模专业(如FLASH、MP3等)搜索引擎集成链接，深受特定用户群欢迎。如国内天网搜霸和百度搜霸，国外比较著名的有“搜索之家”(http://so.web165.com/)、“网际瑞士军刀”(http://free.okey.net/~free/search1.htm)等。另一个是元搜索引擎，用户只需递交一次检索请求，由元搜索引擎负责转换处理后提交给多个预先选定的独立搜索引擎，并将所有查询结果集中起来以整体统一的格式呈现到用户面前。国外比较著名的元搜索引擎有Vivisimo、EZ2WWW、Kartoo、SurfWax、Fazzle(以上五个为2002的最佳元搜索引擎)等。目前国内现在还没有见到真正意义上的元搜索引擎。元搜索引擎虽没有网页搜寻机制，亦无独立的索引数据库，但在检索请求提交、检索接口代理和检索结果显示等方面，均有自己研发的特色元搜索技术支持。目前元搜索引擎技术主要有并行处理式和串行处理式两大类。并行式元搜索引擎运行时是将查询请求同时发向各个独立搜索引擎，然后将的结果按特定的顺序呈现给用户;串行式元搜索引擎运行时是将查询请求先发向某个独立搜索引擎，待其返回结果后再将请求发往另一个独立搜索引擎。 、
从第一个元搜索引擎Metacrawler诞生至今，这一新型的网络检索工具异军突起，发展迅速，目前可用的元搜索引擎已近百种。由于元搜索引擎的功能受着源搜索引擎和元搜索技术的双重制约，元搜索引擎比较理想的并不多见。信息检索专家邢志宇将元搜索引擎存在的问题归纳如下：(1)大多元搜索引擎不支持多语种，尤其是汉语检索;(2)一些元搜索引擎实现检索语法转换的能力有限，不支持指定字段检索，不能充分发挥各个独立搜索引擎的高级检索功能;(3)部分元搜索引擎无源搜索引擎列表，用户不能自主选择和调用源搜索引擎;(4)大部分元搜索引擎仅支持调用AltaVista、Excite、GoTo.com、Yahoo!、Infoseek、Lycos等常用的搜索引擎，一些大型搜索引擎如NorthernLight、HotBot等被排除在外，人为地限制了搜索资源的利用;(5)在检索结果上，元搜索引擎只能返回十几、数十条“相关度”较高的结果，大量可能有价值的源搜索引擎的检索结果被忽视，影响检索结果的全面性。 、
(二)发展趋势
这类检索工具的发展趋势主要表现在下面几个方面：(1)检索结果整理的深化。如Vivisimo、EZ2WWW、MetaCrawler等可以实现搜索结果的自动分类，用户即可以利用传统的方式浏览结果，也可以利用其同屏的分类结果提示找寻自己需要的内容。EZ2WWW高级搜索功能提供1000多种专项资源检索，可进行目录检索。SurfWax有一个其它元搜索引擎没有的独特功能，即点击每条结果左边的“网址揿钮”图标，可浏览该结果包括的任何页面，并显示搜索语句在文件中的位置，也可以把搜索结果和文件存储起来以备后用。天网搜霸已经拥有了独特的链接检测功能，在几秒钟内检查当前页面查询结果是否可以访问,如果为标注绿色，则链接可连通(目前仅检测页面内以http://和ftp://开头的链接)(2)检索界面的个性化趋势。天网搜霸和Google提供了IE浏览器的插件，安装后就会被嵌到IE的工具栏，用户不用登陆天网的主页，就可以实现检索。用户可以将自己喜欢的搜索引擎设置为主要搜索，也可以添加用户自己喜欢的搜索引擎。天网搜霸不久前刚刚推出了可以嵌在Windows系统任务栏上的插件，现在用户连打开IE
5 浏览器都不需要了。Mamma可以选择使用短语检索功能、设定检索时间、设定每页可显示记录数，还提供了专门检索页面文件标题的特殊检索服务，以及通过E-mail传输检索结果的特色功能。MetaCrawler可以实现搜索引擎的选择调用，基于域名、地区或国家的检索结果过滤，最长检索时间设置，每页可显示的和允许每个搜索引擎返回的检索结果数量的设定，设定检索结果排序依据(包括相关度、域名、源搜索引擎)个性化定制保存。(3)智能化。ProFusion可以自动实现符合特殊检索语法要求的转换，如在调用Excite、InfoSeek、WebCrawler时将“NEAR”转换成“AND”，在调用GoTo、Yahoo时将“NOT”删除等;Mamma也支持常用检索语法在不同搜索引擎中的转换;C4可以支持自然语言检索，虽然它没有自己的数据库，却可以提供网上的检索结果。
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结论
从网络搜索引擎查询信息的查全率、查准率及查询功能和搜索引擎的标准化、规范化等方面，分析了当前搜索引擎的现状和存在的问题。阐述了网络搜索引擎向智能化发展概况。包括权威网址的筛选技术、基于内容的检索技术和智能代理的开发与应用等。
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参考文献
[1]陈远 周朴雄.网络信息服务模式的新视角[J].图书情报工作
[2]张润彤 陈惠娟.人工智能在计算机网络技术中的应用[J].互联网世界 [3]张颖 贺亚锋.网络信息检索展望[J].现代图书情报技术
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第三篇：液压设备技术的现状及发展趋势浅析
摘要：液压设备系统的传动具有易于实现直线运动、功率质量之比大、动态响应快等优点，在工程机械、冶金、农业、林业、试验设备、航空航天、仿真运动平台和武器装备等领域已经得到了广泛的应用。特别在人造板行业方面的应用，可以说是涉及到各个工段。面对日益严格的环保、节能和可持续发展的要求，液压系统因噪声、泄漏、污染、效率低等缺点而受到了电气传动、机械传动强有力的竞争挑战。本文先从液压设备系统的发展历史开始描述，主要研究液压设备系统的现状及其技术，分析液压设备系统在当今社会的作用以及未来的发展趋势。 关键词：液压设备系统;液压设备技术;环保;发展趋势;应用
液压设备系统是门既古老又新兴的技术，是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。相关资料显示，世界液压元件的总销售额为350亿美元，世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%～3.5%。由此可以看出，液压设备系统在世界各国中早已得到了广泛的发展与应用。邱兴华[1]指出，在60年代它更得到了迅速的发展。当今，液压技术已发展成一门新兴的工业技术，它已不再是单纯的液压传动的概念。在现代工业技术中，它已发展成包括现代机械传动、控制技术与测试技术在内的现代自动化技术，也是现代机械装备的基础技术之一，它为现代工业的机电液一体化创造了向高水平、高性能发展的条件。当今世界，一个国家工业技术装备的液压化率已成为现代工业化的重要标志之一。
一、液压设备系统的历史
液压系统和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795年英国约瑟夫•布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油(液压油缸),又进一步得到改善。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用，特别是1920年以后，发展更为迅速。液压站大约在19世纪末20世纪初的20年间，才开始进入正规的工业生产阶段。1925年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20世纪初康斯坦丁•尼斯克(G•Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战(1941-1945)期间，在美国机床中有30%应用了液压传动。
应该指出，日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20多年。在1955年前后，日本迅速发展液压传动，1956年成立了“液压工业会”。近20～30 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位[2]。
而邱兴华[3]在研究国外的液压技术发展时，总结出在本世纪近
二、三十年来，由于新的工程领域的开拓，对液压元件及系统在应用范围及技术性能方面都提出了更高的要求。可以说，这一段时期是国外液压技术处于世界第四次产业革命时期，大体可分为：
(1)高速发展时期(1959～1970)，主要发展高性能元件，实现高压高速化。
(2)重视环保时期(1971～1977)，高压高速化会带来工业噪音公害，要进一步改进元件、系统性能，实现低噪音化。
(3)重视可靠性的时期(1975～1980)，油的污染将直接影响元件 系统的可靠性，要对污染进行监测、维护，以提高可靠性和寿命。
(4)重视节省资源、能源的时期(1980～至今)，随着石油资源开发的减少和能源价格的上升，应使用高水基介质代替液压油，并设计使用低能耗系统。
(5)机电液一体化时期(198O～至今)，使液压装置结合电子技术，组成高性能的机电液集成式元、部件，使主机实现高效自动化控制。
无论是从时间上划分，还是依据国外液压技术的发展形势来研究液压设备系统的发展历程，当中我们都可以看到液压设备系统不仅有着悠久的历史，而且它的发展势头如雨后春笋，锐不可当。在21世纪的今天，液压技术的发展也是非常迅猛的。尤其在电子技术、微机控制日益发展的今天，液压技术已迅速渗入到各个学科领域。正如1998年德国国际流体技术年会(IFK)上引用的数据表明：近20年来，液压技术的发展来源于自身的科研成果仅约20%，来源于其他领域的发明占50%，移植其他技术成果占30%[4]。
二、液压设备技术的现状
在现代，确切地说，“液压”是电子和机械技术之间的一种技术，因为它运动是靠电子控制，机械实行动作的过程。把“传动”和“控制”结合起来是液压技术发展的必然结果。液压技术正是在汲取与其相关技术并与替代性技术的竞争中得以发展的。可以说，电气传动与机械传动不单纯是与液压技术相竞争的技术，其互相的融合也正是技术发展、完善的一种方向。就比如，在人造板行业方面，每家企业都会定期维修或对液压设备系统进行技改，这就是对其不断完善和融合新技术的过程，使其达到最理想的效果。就目前而言，液压设备技术主要在以下领域中拥有不可替代的作用：需要大功率传递、要求功率重量比大的场合;需要高动态响应的场合。下面从液压元件、系统集成与控制、密封技术等方面分别阐述液压技术的现状。
1.液压元件
液压元件是构成液压系统的基础，它的发展与应用直接改变液压技术。经过了多年的发展，液压元件也不断更新，不断改变，不断取得新的成果。近几年，液压元件的小型化、模块化、节能化、环保化等都有了很大的改进。元件的小型化，如电磁阀的驱动功率逐渐减小，从而适应电子器件的直接控制，同时也节省了能耗。元件的功能日益复合，如螺纹捅装阀的大量运用，使系统的功能拓展更灵活。特别是新材料的应用和非矿物油介质元件的研究开发，新材料如陶瓷技术的使用是与非矿物油介质元件的要求及提高摩擦副的寿命联系在一起的。新型磁性材料的运用是与电磁阀、比例阀的性能提高结合在一起的。由于磁通密度的提高，可以使阀的推力更大，其直接作用便是阀的控制流量更大，响应更快，工作更可靠。李硕卫，张国贤[5]提出非矿物油介质元件是应用于特殊场合的元件，如要求耐燃、安全、卫生，此时就需要考虑采用高水基或纯水元件。能源危机催生了该类元件的诞生，但目前的发展动力可能更大程度上与环保、工作介质的廉价及其安全性相关。目前，丹麦的Danfoss公司提供了成套的NESSIE系列纯水液压元件，已在食品等行业得到了运用。付华，傅周东，吴根茂[6]在新材料的方面，指出引人瞩目的是各种陶瓷材料的使用。泵和阀使用寿命受到限制的主要因素之一是磨损，为此抗磨损的陶瓷材料在液压件上的应用得到一定的发展。由于陶瓷材料化学性能稳定。具有耐酸碱盐和抗腐蚀、耐高温等特性，所以这种材料可以在特殊介质下(如海水)工作。
2、系统集成与控制技术
系统集成主要是比例阀技术和电液伺服技术，比例阀的发展主要在频宽的增大及控制精度的提高上，以期性能接近伺服阀。同时，比例阀又沿着标准化、模块化及廉价的方向发展，以促进其应用。电液伺服阀是最早将液压技术引入自动控制领域的功臣。但电液伺服阀的结构自发明以来，就少有改进，除了在传统的需要特别高频响的场合外，其传统地位正日益受比例技术的挑战。控制技术主要是控制理论的应用和发展，控制理论是该领域最为活跃的一个分支。液压控制系统正从不断发展的自动控制理论中得益，并不断丰富自控理论的实践。目前，自适应控制、鲁棒控制、模糊控制及神经网络控制等均得到了不同程度的运用。自适应控制是针对一些系统的参数或结构不完全确定时，自适应控制可以一边估计未知参数，一边修正控制来对系统进行控制。在实际问题中，系统的模型可能包含不确定因数、希望这时控制系统仍有良好的性能，这就是鲁棒控制的问题。模糊控制就是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。
3. 密封技术
自从液压技术诞生以来，泄漏一直是困扰着业界人士的一大难题。当然，伴
随着泄漏的是：矿物油的浪费及对环境的污染、系统传动效率的降低等等，所以密封技术的是至关重要的。我们都知道，在静密封领域橡胶类密封件拥有不可替代的地位;而在在动密封领域，聚四氟乙烯(PTFE)已拥有不可动摇的地位。随着对材料及密封机理的深入了解，已可以在PTFE中有针对性的添加某些材料以达到提高性能的要求。国外许多大的密封件公司均有针对不同应用场合的材料配方以强化某一方面的性能。目前，尽可能地提高动密封对偶件的表面光洁度，也已成为提高密封效果的一种共识。这种共识也是基于对PTFE材料的密封机理的认识而达成的。密封领域的另一个创新领域主要集中在密封件形状的设计上，比如，O型密封圈及弹簧片作为弹性体，在保证PTFE密封件低压时的密封性能方面已得到广泛认同;在直线密封及旋转密封技术方面，使用成套的密封件来提高密封性能已成为一种标准的解决方案。
总之，液压设备技术由于广泛应用了高科技成果，如：自控技术、计算机技术、微电子技术、可靠性及新工艺新材料等，使传统技术有了新的发展，也使产品的质量、水平有了一定的提高。
三、液压设备技术的发展趋势
我们都知道，液压传动存在效率低、噪声大、成本高、泄漏污染环境等缺点降低了它的竞争力，这些缺点明显地不适应环保、节能、可持续发展的社会和工程需要。而电气传动技术则具有环保、节能、远距离功率传输等优点，符合现代工业的发展潮流，特别是交流伺服电机、变频技术已经取得了很大的进展，在中、小功率的动力传动范围内对液压传动技术形成了有威胁的挑战。因此，为提高液压传动的竞争力，扩大其应用领域，液压传动应抓住主要的核心技术问题，改进技术，移植先进的技术成果，不断改进自身缺点、发挥自身优势，使液压传动创造新的活力，以满足未来发展的需要。
针对液压技术的发展趋势，彭熙伟，陈建萍[7]认为主要从提高效率、注重系统设计、注重环保、降低噪声、防止泄漏、应用新材料、新工艺和新技术等方面来着手。杨尔庄[8]同时又提出了电子化(机电一体化)、液压CAD技术和故障诊断与主动维护等方法。机电一体化就是液压技术和电子技术相结合，可以实现液压系统柔性化、智能化，提高工作可靠性，改变液压系统效率低、漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动功率密度大、频响高等优点，使液压技术产生活力。唐向阳，郑华文，吴张永，袁子荣[9]从液压油方面考虑，想利用纯水来替代液压油作传动，他们认为纯水具有价格低廉、阻燃性能好、安全性好、压缩系数小、环保、粘度低等优点，只要克服并改善其气蚀性强、润滑性能低、腐蚀性和运行温度范围窄等的缺点，就可以得到推广、应用。
总之，液压设备技术未来的发展应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。要减少损耗，防泄漏，节能环保;要智能化控
制及排除故障;要充分利用新型材料和采用生物降解迅速的压力流体等，走可持续发展战略的道路。
结束语
液压技术作为现代传动与控制的重要组成部分，液压技术的发展，决定性地受到其周边领域一些技术发展的影响，如新近由微电子技术(包括必须的软件)与微机械技术结合所形成的所谓机械-电子技术，以及材料技术等。在当今科学技术飞速发展的情况下，液压技术必须充分发挥自身优点和借鉴其他领域的先进技术成果，不断创新，以提高液压元件和系统性能，降低成本，并符合节能、环保和可持续发展的要求将不断扩大应用领域，保持强大的竞争力、不断向前发展。
参考文献
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(6):40-51.
[2] http://blog.csdn.net/ydmm2523/archive/2009/03/26/4027934.aspx.
[3]邱兴华.液压技术的现状及发展趋势[J].昆明工学院学报，1992，17
(6):40-51.
[4]李硕卫，张国贤.现代液压技术的发展现状[J].学术交流，2009,2:54-57.
[5]李硕卫，张国贤.现代液压技术的发展现状[J].学术交流，2009,2:54-57.
[6]付华，傅周东，吴根茂.液压技术的现状与发展[J].矿山机械，2000,11:53-56.
[7]彭熙伟，陈建萍.液压技术的发展动向[J].液压与气动，2007,3:1-4.
[8]杨尔庄.液压技术的发展动向及展望[J].液压气动与密封，2003,4(100):1-7.
[9]唐向阳，郑华文，吴张永，袁子荣.纯水液压系统的现状与未来[J]. 液压与气动，2000,4:5-6.
第四篇：机床数控技术的现状及未来发展趋势
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机床数控技术的现状及未来发展趋势
一、数控机床的简单介绍
车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。数控系统是由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装数控系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。
1、数控机床的特点如下：
(1)加工精度高，具有稳定的加工质量;
(2)可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件;
(3)加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高(一般为普通机床的3~5倍);
(4)机床自动化程度高，可以减轻劳动强度;
(5)对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
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2、数控机床的组成部分主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控装置，是数控机床的核心，包括硬件(印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等)以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。数控技术，简称“数控”。英文：NumericalControl(NC)。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。
二、国内外机床数控技术的现状
1、国内数控机床技术现状我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。
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从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从2000年8月份的上海数控机床展览会和2001年4月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。但也反映了下列问题：
(1)低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销; (2)高技术水平、全功能产品主要靠进口;
(3)配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口; (4)应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用;
(5)自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。
2、国外数控机床技术现状当前，在数控机床精密化方面，美国的水平最高，不仅生产中小型精密机床，而且由于国防和尖端技术的需要，研究开发了大型精密机床。其代表产品有LLL实验室研制成功的DTM一3型精密车床和LODTM大型光学金刚石车床，它们是世界公认水平最高的、达到当前技术最前沿的大型精密机床。其它国家也相应研制成功各种类似的装备，如英国的Cran·field、日本的东芝机械等。
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(1)高速高精与多轴加工成为数控机床的主流，纳米控制已经成为高速高精加工的潮流。(2)多任务和多轴加工数控机床越来越多地应用到能源、航空航天等行业。
(3)机床与机器人的集成应用日趋普及，且结构形式多样化，应用范围扩大化，运动速度高速化，多传感器融合技术实用化，控制功能智能化，多机器人协同普及化。
(4)智能化加工与监测功能不断扩充，车间的加工监测与管理可实时获取机床本身的状态信息，分析相关数据，预测机床的状态，提前进行相关的维护，避免事故的发生，减少机床的故障率，提高机床的利用率。
(5)最新的机床误差检测与补偿技术能够在较短的时间内完成对机床的补偿测量，与传统的激光干涉仪相比，对机床误差的补偿精度能够提高3～4倍，同时效率得到大幅度提升。
(6)最新的CAD/CAM技术为多轴多任务数控机床的加工提供了强有力的支持，可以大幅度提高加工效率。
(7)刀具技术发展迅速，众多刀具的设计涵盖了整个加工过程，并且新型刀具能够满足平稳加工以及抗振性能的要求。 12
三、数控机床技术发展的趋势
1、高速度与超精度化速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品的质量。高速度、超精度加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争
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能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。特别是在超高速切削、超精密加工技术的实施中，对机床各坐标轴位移速度和定位精度提出了更高的要求;另外，这两项技术指标又是相互制约的，也就是说要求位移速度越高，定位精度就越难提高。目前，在超高速加工中，车削和铣削的切削速度已达到5000～8000m/min以上;主轴转数在30000转/分(有的高达10万转/分)以上;工作台的移动速度(进给速度)：在分辨率为l微米时，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率为0.1um时，在24m/min以上;自动换刀速度在1秒以内;小线段插补进给速度达到12m/min。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10um提高到5um，精密级加工中心则从3～5um，提高到1～1.5um,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01um)。
2、高可靠性随着数控机床网络化应用的发展，数控机床的高可靠性已经成为数控系统制造商和数控机床制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在l6小时内连续正常工作，无故障率在P(t)>99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。我们只对一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为l0：1(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于33333.3小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于l0万小时。当前国外数控装置的
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MTBF值已达6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，但是，可以看到距理想的目标还有差距。
3、多功能化在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此数控机床实现了一机多能，以最大限度地提高设备利用率。另外前台加工、后台编辑的前后台功能，充分提高其工作效率和机床利用率。数控机床还具有更高的通讯功能，现代数控机床除具有通信口，DNC功能外，还具有网络功能。
4、多轴化随着5轴联动数控系统和编程软件的普及，5轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点，由于在加工自由曲面时，5轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削3维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在3轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参与切削，因此，5轴联动机床以其无可替代的性能优势已经成为各大机床厂家积极开发和竞争的焦点。
5、网络化数控机床的网络化，主要指机床通过所配装的数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控机床一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部，这就是所谓Internet/Intranet技术。随着网络技术的成熟和发展，最近业界又提出了数字制造的概念。数字制造，是机械制
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造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。随着信息化技术的大量采用，越来越多的国内用户在进口数控机床时要求具有远程通讯服务等功能。机械制造企业在普遍采用CAD/CAM的基础上，越加广泛地使用数控加工设备。数控应用软件日趋丰富和具有“人性化”。虚拟设计、虚拟制造等高端技术也越来越多地为工程技术人员所追求。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代机床发展的重要趋势。在数字制造的目标下，通过流程再造和信息化改造，ERP等一批先进企业管理软件已经脱颖而出，为企业创造出更高的经济效益。
6、柔性化、智能化数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标;注重加强单元技术的开拓、完善;CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展;数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP、MTS联结，向信息集成方向发展;网络系统向开放、集成和智能化方向发展。智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。智能加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工，它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活
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动，以解决加工过程许多不确定性的、要由人工干预才能解决的问题。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量的智能化，如自适应控制，工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作的智能化，如智能化的自动编程，智能化的人机界面等;智能诊断、智能监控，方便系统的诊断及维修等。世界上正在进行研究的智能化切削加工系统很多，其中日本智能化数控装置研究会针对钻削的智能加工方案具有代表性。
7、绿色化21世纪的金切机床必须把环保和节能放在重要位置，即要实现切削加工工艺的绿色化。目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上，这主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康，又增加资源和能源的消耗。干切削一般是在大气氛围中进行，但也包括在特殊气体氛围中(氮气中、冷风中或采用干式静电冷却技术)不使用切削液进行的切削。不过，对于某些加工方式和工件组合，完全不使用切削液的干切削目前尚难与实际应用，故又出现了使用极微量润滑(MQL)的准干切削。对于面向多种加工方法/工件组合的加工中心之类的机床来说，主要是采用准干切削，通常是让极微量的切削油与压缩空气的混合物经由机床主轴与工具内的中空通道喷向切削区。在各类金切机床中，采用干切削最多的是滚齿机。
8、体系开放化向未来技术开放：由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可
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能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期;
向用户特殊要求开放：更新产品、扩充功能、提供硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求;数控标准的建立：国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC)以提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命，周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程乃至各个工业领域产品信息的标准化。标准化的编程语言，既方便用户使用，又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。
9、极端化(大型化和微型化)国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工(车、铣、磨)机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。
结束语：总之，数控(NC)机床技术已成为制造技术的发展基础。数控机床技术的进步和发展为现代制造业的发展提供了良好的条件，促使制造业向着高效、优质以及人性化的方向发展。为了满足制造技术不断发展的需要，NC机床将朝着智能化、网络化、集成化、数字化的方向发展。今后，随着计算技术、测试技术、微电子技术、计算机技术、材料和机械结构等方面的研究和科技的进步，也必将面临着
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新的挑战。可以预见，随着数控机床技术的发展和数控机床的广泛应用制造业将迎来一次足以撼动传统制造业模式的深刻革命。
行业概况：
北京傲唯刃道科技有限公司认为：供求关系是一个行业能否快速发展的前提。目前来看，市场需求是很大的，而供应方面却略显不足，尤其是拥有核心知识产权，专利产品及服务质量过硬的企业并不多，行业整体缺乏品牌效应。傲唯刃道呼吁业内企业共同努力，尤其发挥吹毛求疵的研发精神，进一步提高研发技艺，降低成本，真正解决客户的实际困难，严把质量关，提供最可靠的产品及服务。
第五篇：生物三维打印技术的研究现状及发展趋势
【摘要】201 2年英固《经济学人》杂志将三维打印 誉为“第三次工业革命的重要标志之..”。5D打印正在引发全球制遣业革命性变革，它与生物技术结合形成了一个重要的分支一生物三维打印。生物三维打印是 5D打印技术研究的最前沿领域，也是5D打印技术中最具活力和发展前景的方向，本文综述了生物三维打印技术的研究现状及发展趋势。
【关键词】生物5D打印;生物医学工程;研究现状;发展趋势;学术论文 1.前言
三 维打印(T hree Dim ensi on P rinting，3DP)正在国内外掀起新一轮研究热潮，引发全球制造业产生革命性变革。2012年 英国《经济学人》杂志誉共为“第三次工业革命的重要标志之一”，并称其为“制造业未来的趋势”。美国《时代》周刊近期将3D打印列为“美国十大增长最快的 工业”。2013年，美国总统奥巴马在新任期内的酋份国情咨文指出美国在新一轮的科研发展中需要大力发展3D打印技术，觉得“3D打印有潜力去改变现有制 造事物的方式”。2013年7月习近平主席在考察东湖高新区时指出：“这个技术(3D P)很重要，要抓紧产业化。”
生 物三维打印(Bio-3DP)是三维打印技术的一个分支，它是在三维打印技术在生物医学领域中的交叉应用。生物三维打印是以生物材料或活细胞进行三维打 印，以构建复杂生物三维结构，如个性化植入体、可再生人工骨、体外细胞三维结构体、人工器官等。它是目前3D打印技术研究的最前沿领域，也是3D打印技术 中最具活力和发展前景的方向。
2000年在德 国Freiburg大学召开了“快速成型技术在生物医学的应用研讨会”，会上首次探讨了以3D打印技术为基础的组织工程支架和器官打印技术的发展。此后， 以组织器官修复与重建为目的，国际上开发了各种生物3D打印技术包括用于组织工程支架构建的熔融挤出技术;基于喷墨技术的细胞打印，细胞和细菌的激光直写 t细胞和细菌的微接触印刷等。
2. 生物三维打印技术引发新一轮研究热潮
被誉为“第三次工业革命的重要标志之一”的3D打印，正在迅速发展成为生物医学工程中的一项热门研究技术，其相关研究已在国内外掀起新一轮研究热潮。目前国内各级部委，科研院所、企业、医院、投融资机构等已充分意识和重视到该技术的重要意义和诱人前景。
2013 年8月22日，在北京市科委的支持下，北京新材料发展中心组织召开了“北京生物三维打印前沿技术研讨暨成果对接会”。清华大学、北京工业大学、北医三院、 等3O余家科研院所、企业、医院、投融资机构参加了此次研讨。与会专家就生物三维制造技术现状、发展及前景展望做了专题报告，并认为我国在生物医学领域的 长足发展，及制造领域的传统优势资源与生物三维打印技术结合，具有发展生物三维打印技术及相关产业的优势。
2014 年1月l7日，由中国生物材料学会主办、清华大学承办的„生物三维打印高层论坛”在清华大学紫光国际交流中心成功召开。国家科技部社会发展司、国家工信部 装备司、国家食品药品监督管理总局相关领导、两院院士(5位)、以及国内多所知名高校、科研机构学者、专家和企业界人士近80人参加了此次论坛。专家们一 致认为生物三维打印将成为支撑第三次产业革命中生物材料与产业发展的关键技术，生物三维打印技术的兴起和发展必将为我国的生物医学工程及相关产业链发展带 了新一轮的增长点和机遇!
生物三维打印技术的巨大潜力，同时引起了欧美等发达国家的重视。欧盟委员会在《制造业的未来：2015-2020战略报告》中提出将重点发展生物材料、仿生材料和人工假体制造技术，并将生物技术列为支撑制造业未来发展的四大学科之一。
美 国在(2020年制造技术的挑战》中将生物制造列为l1个主要发展方向之一。当前，由美国国家科学基金会(N SF)和美国国家健康研究院(N IH)已 经联合启动开展了与生物三维打印有关的5项重点科研计划。2009年由美国国家科学基金会和美国南卡罗来纳州 (South C aroli n a State)总投资四千万美元共同资助的南卡罗来纳州器官生物制造研究计划。
3.生物3D打印技术的应用及发展趋势 生物3D打印包含的内容十分广泛，但可以根据所成形材料的生物学性能不同，将生物制造技术分为四个层次的应用：
(1)个性化体外模型制造：材料为无需生物相容性的工程材料，主要制造个性化体外器官模型、仿生模型等，用于手术规划、假肢设计、测试标准等。
(2)个性化植入体制造：材料为具有优良生物相容性，不降解材料，如：钛合金、聚氨酯等，可制造人工假肢植入物，用于人工器官、整形等。
(3)可降解组织工程支架制造：材料为既具有优良生物相容性，又能被生物降解的材料，如：胶原、聚乳酸等，可制造各种组织工程支架，应用于组织再生与修复等。
(4)细胞三维结构体的人工构建：材料为活细胞及其外基质材料，如：肝细胞一明胶、干细胞一纤维蛋白原等，用于构建三维细胞结构体，体外三维细胞模型及组织或器官胚体等。
这 四个层次是生物3D打印所提供的具体生物材料成型应用手段，对生物医学领域的基础研究、药物开发和临床应用都具有重要的促进作用。它们的应用研究预示着生 物3D打印必然将向更高层次、更为复杂的生物材料、生物组织、生物器官构建发展。其研究的发展趋势及重点预计包含以下几方面：
(1)细胞3D打印，即通过生物3D打印对细胞进行受控组装。高效单细胞精确打印技术、材料与细胞共打印技术、三维培养(生物反应器)技术等预计将会成为细胞3D打印的发展重点。这些技术是生物3D打印得以实现和满足生物学要求的核心。
(2)个性化组织工程支架和植入体打印。典型的需求应用如骨植入体的个性化仿生打印。在美国，骨修复材料市场每年超过200亿美元，这是一个需要高度个性化订制的生物医学材料产品。通过生物3D打印有望很好地实现患者骨缺损的个性化治疗。
(3)生物活体组织，器官构建。在组织器官解剖结构模型指导下，通过生物3D打印定位装配细胞、材料单元，制造组织或器官前体。通过构建的活体器件，这些定位组装的细胞自发的迁移、扩散、自组织进而形成了一个活体器官。
(4) 药物研发领域的生物模型打印。药物的开发产业是一个投入非常大，但是成功率很低的产业。201 1年美国制药工业协会新药研发投入约为674美元，而其中 光辉瑞一家就投资了94tL美元，然而真正原创型新药的开发速度很慢，其瓶颈问题在于新药开发需要高通量的筛选过程。生物3D打印技术有望构建人工的组织 器官，用以进行有效的药物筛选。如打印类肝组织模型，代谢综合症模型等将是生物3D打印重要发展方向。
4结论
生物3D打印是3D打印技术的一个重要分支，它是在3D打印技术在生物医学领域中的交叉应用。目前，国内外生物3D打印技术正处在蓬勃兴起的阶段，抓住生物3D打印技术新一轮发展浪潮，对发展我国生物材料研究步人国际先进水平具有十分重要的意义。