計算機(jī)技術(shù)在自動化設(shè)計中的應(yīng)用

劉培寧

（陜西國際商貿(mào)學(xué)院 陜西 咸陽 712000）

1 引言

計算機(jī)技術(shù)是最近幾十年出現(xiàn)的一種高科技，完全改變了人們的生活，在以后的時期計算機(jī)的應(yīng)用會越來越廣泛，遍布人們生活的各個方面，使人們的生活品質(zhì)有一個質(zhì)的飛躍。但這也需要計算機(jī)技術(shù)與其他的技術(shù)相結(jié)合，如計算機(jī)技術(shù)與自動化系統(tǒng)。如果計算機(jī)技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于自動化系統(tǒng)中，會減少人類大量的工作，提高工作的效率，甚至能開發(fā)出一個新的領(lǐng)域。

2 自動化設(shè)計概述

自動化設(shè)計是一個復(fù)雜的概念，由各個不同的部門之間很多個小單元相互聯(lián)系組成，正是由于它的復(fù)雜性，導(dǎo)致這一方面的研究涉及到很多方面，并不是單一的環(huán)節(jié)就能完成的，這也是自動化技術(shù)發(fā)展緩慢的主要原因[1]。自動化設(shè)計是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)研究的主要方向，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，自動化設(shè)計的技術(shù)逐漸成熟。自動化設(shè)計系統(tǒng)不是一個系統(tǒng)單獨連接完成的，是由各個子系統(tǒng)之間相互配合，相互之間形成一個有機(jī)的整體。這就要求設(shè)計師在設(shè)計系統(tǒng)的時候必須從整體出發(fā)，采用科學(xué)有效的方法和措施，加強(qiáng)各系統(tǒng)之間的聯(lián)系，盡量減少數(shù)據(jù)的重復(fù)運營，導(dǎo)致工作效率下降。自動化技術(shù)設(shè)計的核心是數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫有效地將各個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)整合在一起，提高了這些信息數(shù)據(jù)的使用率，同時也提高了工作的效率。數(shù)據(jù)庫中的系統(tǒng)建設(shè)是需要大量的技術(shù)人員輸入，隨著時間的積累，信息數(shù)據(jù)開始大量增加，這時就需要更大量的儲存器，電腦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)小，內(nèi)存小，大量的數(shù)據(jù)會嚴(yán)重阻礙數(shù)據(jù)運算的速度，這也是自動化系統(tǒng)發(fā)展緩慢的主要原因，計算機(jī)技術(shù)的引進(jìn)，可以加快自動化系統(tǒng)的發(fā)展。

3 自動化設(shè)計中的計算機(jī)技術(shù)

3.1 整體設(shè)計

自動化設(shè)計需要根據(jù)不同的項目進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)實際考察的結(jié)果先從整體進(jìn)行設(shè)計。在進(jìn)行設(shè)計之前，工作人員需要先做好大致的整體規(guī)劃，了解系統(tǒng)內(nèi)部的基本信息，如系統(tǒng)內(nèi)存的大小、功能和運行的速度等，根據(jù)這些信息進(jìn)行提前設(shè)想，以確保后續(xù)工作的展開。利用計算機(jī)技術(shù)可以有效進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計，對了解內(nèi)部的信息更加準(zhǔn)確，可以實現(xiàn)內(nèi)部信息之間的高效傳遞。運用這些傳遞的信息進(jìn)行設(shè)計，自動化設(shè)計的意義在于設(shè)計包括部件、控制器、零件等在內(nèi)的部件，其他部件間的移動設(shè)備也需要注意信息傳遞，通過合理的信息傳遞方式，以計算機(jī)為媒介，在不同的系列中獲得數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)彼此之間的相互傳遞。

3.2 系統(tǒng)的邏輯設(shè)計

在整體的工作設(shè)計完之后，工作人員需要對每個環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查，看設(shè)計是否有遺漏或者不符合整體設(shè)計的地方，然后進(jìn)行改正。改正之后就需要對自動化設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行邏輯的設(shè)計，系統(tǒng)的邏輯設(shè)計是以整體為基礎(chǔ)，在整體的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸和拓展，延伸和拓展的方向是針對自動化設(shè)計系統(tǒng)中各個部分的線路進(jìn)行設(shè)計，明確不同線路之間存在的邏輯關(guān)系和各個部分之間如何運轉(zhuǎn)，以為后期的工作做好基礎(chǔ)，保證各個系統(tǒng)中的高效運轉(zhuǎn)，為工程內(nèi)容的實現(xiàn)提供有效的信息。

3.3 自動化設(shè)計運轉(zhuǎn)

自動化運轉(zhuǎn)最能體現(xiàn)計算機(jī)在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，它是將之前所設(shè)計的各個部門的功能進(jìn)行有效運轉(zhuǎn)，并確保其運轉(zhuǎn)的效果與自己之前所設(shè)想的一致，為工作的設(shè)計提供幫助和輔助[2]。計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用是一個龐大的工程，不是一次性就能解決或者一個人就能完成的，而且計算機(jī)的技術(shù)更新速度快，需要多人同時進(jìn)行操作，這樣才能夠有效完成，實現(xiàn)其價值。在自動化設(shè)計的過程中，計算機(jī)系統(tǒng)是由多個單元組成，我們可以根據(jù)計算機(jī)的系統(tǒng)，將其劃分為多個不同的小單元，其中邏輯門是最基本的單位，除了邏輯門以外，還有插件結(jié)構(gòu)、地板結(jié)構(gòu)、機(jī)柜結(jié)構(gòu)等其他部分結(jié)構(gòu)。在自動化設(shè)計運轉(zhuǎn)階段，根據(jù)不同的單元進(jìn)行劃分的內(nèi)容可分為以下幾方面。

（1）框架插件。例如，計算機(jī)的里面的裝置由4個階段的單位結(jié)構(gòu)組成，我們就根據(jù)這些不同的單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，其中單元結(jié)構(gòu)、組件結(jié)構(gòu)、插件結(jié)構(gòu)、柜子結(jié)構(gòu)分別用1單元、2單元、3單元、4單元來標(biāo)記，這樣的劃分可以清楚地識別分工，明確對不同部分進(jìn)行的工作。你可以把它們劃分為元素結(jié)構(gòu)，還可以把元素結(jié)構(gòu)劃分為插件結(jié)構(gòu)應(yīng)用，這樣能夠隨時淘汰落后的技術(shù)，同時也不會對整體有太大的影響，只需要更換其中的一部分就又可以實現(xiàn)自動化技術(shù)的高效運轉(zhuǎn)。

（2）布局的形態(tài)。主要分為組件結(jié)構(gòu)端口和插件結(jié)構(gòu)端口。在自動化系統(tǒng)設(shè)計中布局的對象主要構(gòu)成要素大概分為插件和部分分割等，在將組件分解為插件并配置組件時，插件中包含組件一般將多個組件連接到插件的某個位置即可。比如，組件結(jié)構(gòu)配置在插件結(jié)構(gòu)上，X個組件結(jié)構(gòu)應(yīng)配置在插件結(jié)構(gòu)的Y個位置，組件結(jié)構(gòu)之間應(yīng)通過線條相連，連接線總體上使用時間最短，這種結(jié)構(gòu)之間的連接方式有利于設(shè)置后續(xù)結(jié)構(gòu)。在可靠性下可縮短連接長度，提供以后使用的線路方便。在計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中，布局的方法是多種多樣的，其中比較常見的有兩種方法，分別采用救助法和反復(fù)工序法，設(shè)計師要根據(jù)系統(tǒng)的實際情況來選擇操作方式。

（3）底線鋪設(shè)。即使一塊普通的電路板里面也存在著很多個電路單元，工作人員需要根據(jù)各單元之間設(shè)計的連接圖及附加條件進(jìn)行科學(xué)合理的配線操作，在這個過程中系統(tǒng)設(shè)計人員必須做到從一而終。建立一定的電路接線圖，做好底板的線路布局工作后，根據(jù)這些線路相對應(yīng)的附加條件，確保線與線之間的合理性和科學(xué)性。底板鋪線的流程大致可以分為3個階段：第一，在之前建立的電路接線圖，確定好各個線路連接的先后順序，避免連錯，導(dǎo)致線路的混亂，不能確保線路正常工作，后期甚至檢驗不出來。第二，結(jié)構(gòu)分級，將電路之間先后流出的順序再一次進(jìn)行明確的劃分，這次需要確定具體的行進(jìn)方向和流出的順序，整理出合理的結(jié)構(gòu)。第三，走路線，根據(jù)之前明確好的電路接線圖進(jìn)行實地的流轉(zhuǎn)。在這個過程中技術(shù)工作人員要格外注意線路之間的各種情況，一旦發(fā)現(xiàn)不符合之前設(shè)想的需要馬上停止，找到原因后再開始。

（4）故障測試。隨著高科技的不斷創(chuàng)新和信息技術(shù)的創(chuàng)新，計算機(jī)設(shè)備越來越精巧細(xì)致，一個小小的電路板里面就裝有少則幾十個，多則幾千個的電路線，這在推動生活便捷的同時也加大了對計算機(jī)領(lǐng)域的研究。一個小小電路板里面裝著讓人難以想象的東西，但就是這個復(fù)雜的電路板推動力計算機(jī)設(shè)備微型化的發(fā)展，讓人們只需要一個小小的芯片就可以做很多事情，便于攜帶?？墒沁@個電路一旦出現(xiàn)故障，卻不是人工能修理的，而且人工的測試也很難發(fā)現(xiàn)其中的故障，如果我們能夠快速找出是哪里出現(xiàn)的問題，就可以利用自動化技術(shù)生成對應(yīng)的材料進(jìn)行修理。所以，現(xiàn)在很多科學(xué)人員在進(jìn)行檢測故障的時候多數(shù)是采用自動化系統(tǒng)研究，檢測后直接對其進(jìn)行修理，完全不需要任何的人工作業(yè)，大大縮短了維修所需要的時間，提高了生產(chǎn)的效率。這一自動化系統(tǒng)的測試，充分利用了計算機(jī)技術(shù)生成的試驗電路的診斷材料，對每一電路的使用情況進(jìn)行判斷分析，快速發(fā)現(xiàn)問題的同時提供出相應(yīng)的解決方案，對問題進(jìn)行有效的解決。

4 自動化設(shè)計的發(fā)展方向

計算機(jī)技術(shù)在自動化技術(shù)中的應(yīng)用，從20世紀(jì)50年代就開始了。經(jīng)過幾十年科研工作人員的努力，在人類的很多生活領(lǐng)域開始應(yīng)用，極大地改善了人們的生活，因此也得到了國家領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，每年在這方面都有很大的投入。自動化設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，每一個單元都涉及各種不同的問題，加大了工作人員的實際工作量，所以從開始研究到現(xiàn)在為止，幾十年的研究，仍然存在著很多難以解決的問題[3]。從20世紀(jì)70年代開始，國內(nèi)外為了培養(yǎng)這方面的人才，開設(shè)了自動化設(shè)計相關(guān)的課程，相應(yīng)的研發(fā)方向也引起了社會的高度重視。近年來，計算機(jī)技術(shù)和設(shè)備的不斷提高，相應(yīng)地推動了自動化水平的不斷發(fā)展，如自動化設(shè)計中的邏輯模仿、語言描述、電線接線等一系列的系統(tǒng)都有了很大的提高，讓自動化技術(shù)逐漸實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫整合的方向發(fā)展。數(shù)據(jù)庫的增加，對計算機(jī)的讀寫能力、運算能力和存儲能力需要更高要求的配置，這也就要求相關(guān)的工作人員不斷提高自身這方面的專業(yè)性和開發(fā)出新的領(lǐng)域，對計算機(jī)的各種配置和相關(guān)的內(nèi)存進(jìn)行提高，這樣才能夠保證計算機(jī)技術(shù)在自動化設(shè)計方面的更好應(yīng)用。在未來的發(fā)展前景中，隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，與之相應(yīng)的各方面的技術(shù)必須探索出新的領(lǐng)域，自動化設(shè)計也需要開始探索出新的領(lǐng)域。

5 結(jié)語

綜述所述，計算機(jī)技術(shù)雖然在自動化設(shè)計中的某些領(lǐng)域有了一定的應(yīng)用，也取得了顯著的效果。但不可否認(rèn)的是，計算機(jī)技術(shù)在自動化設(shè)計領(lǐng)域中的應(yīng)用并不是很完善，仍然存在著一些問題，而且在設(shè)計的過程和各個部門之間的聯(lián)系中很容易受到各種因素的干擾，容易同預(yù)期結(jié)果產(chǎn)生偏差。自動化設(shè)計技術(shù)是以計算機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行的，要求自動化技術(shù)必須迎合計算機(jī)的發(fā)展方向，這就為我們自動化設(shè)計技術(shù)的工作人提供了一個新的發(fā)展方向，要緊跟時代的發(fā)展節(jié)奏，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)自動化技術(shù)長期、穩(wěn)定發(fā)展。因此，自動化設(shè)計技術(shù)的工作人員在注重專業(yè)知識和滿足企業(yè)基本需求的基礎(chǔ)上，為社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，促進(jìn)時代的進(jìn)步。