信息化技术在核动力机械设计中的应用分析

高政新

摘 要：在核动力工程中，信息化技术发挥了十分重要的作用，整个核动力工程设计的业务活动都或多或少涉及信息化技术应用知识，由于核动力工程的信息规模较大，技术资源较多，只有借助信息化技术实施高效的资源控制与管理，才能真正根据需求开展工作。由此可知，核动力工程建设过程中，信息化技术的应用主要围绕规划的统一性、需求的主导性、实施的步骤性、资源的整合性、标准的统一性以及整体的安全性。文章针对核动力机械工程中信息化技术的应用进行分析，以期找到信息系统的构建方法。

关键词：信息技术；核动力；机械设计；计算机技术

中图分类号：TH122 文献标识码：A

核动力装置的设计开发需要各个环节的共同合作，包括工程支持系统、工程管理系统、工程技术系统以及工程组织系统，我们将这些系统的集合统称为核动力工程研究开发系统。任何一个系统出现问题，核动力工程研发任务将不能顺利完成，因为核动力工程研发是一系列系统共同协作的最终结果。为高效管理控制这些系统，需要借助信息化技术的电子信息系统组织推动其他系统半自动化或自动化地完成任务，实现整个核动力工程的高效率、高准确度、高响应度。

一、信息化技术在核动力机械设计中的应用

1.虚拟样机技术的应用

在机械类产品设计开发中，机械设计作为生产核动力产品的第一步，是机械产品设计开发的重要组成。要提高机械产品的性能，机械设计承担着主要责任。在当今时代，科技高速发展，涌现出了许多新兴技术手段。如使用虚拟样机技术来设计开发出一些虚拟产品，这种方式较之传统设计开发物理样机的办法更具有优势。如可利用虚拟样机进行评估、测试，也可以再设计改进方法，同时能够以较短的开发周期、较低的成本实现产品的改良。20世纪80年代，在计算机技术发展之下产生的计算机辅助工程技术，称之为虚拟样机技术，具体来说，即工程师于计算机上建立一个样机模型，动态分析模型之后，改进样机的性能，并使用数字化的形式用实物样机试验替代虚拟样机，便于设计开发工作的顺利进行。

2.CAD技术的应用

CAD技术是近年来十分热门的计算机辅助设计技术，具有较高的先进性。CAD技术涵盖硬件与软件两个层面，其中，CAD技术的核心在于软件系统，决定了其功能，而硬件则具有一定的物质基础作用。在机械设计中，CAD主要应用于模具集成制造、三维实体建模、计算机辅助绘图、建立数据库、处理工程设计信息、检索交换信息、工程设计审查以及评估等方面。

将CAD技术应用于机械设计时，能够通过相邻零件的具体位置及形状设计出新的机械零件，从而提升设计工作的效率以及准确率。设计人员只要重新设计机械的零部件，便可以完成新机械的设计开发，可以直接使用原机械设计开发的多数零件信息。在CAD系统中，其高度变型设计功能能够以高速重构来完成全新的机械产品设计。通过应用CAD系统，可高效进行机械设计工作，有效提升机械产品的设计开发工作效率，缩短新机械产品的生产周期。装配环境中，只要有箱体外形数据与搭配要求便可以得出准确的箱盖设计需求值，生产对应的箱盖。

3.智能制造技术的应用

工程的设计制造、生产施工与管理等具有十分紧密的联系，通过连接CAM与CAD，可以有机结合工程的各个系统，实现一体化。该系统的设计制造，是将CAD设计结果应用于数控仿真中，并生成数控加工程序，在数控机床中自动化完成加工程序。未来产品的开发设计模式主要是基于特征三维造型的CAE/CAD/CAPP等的集成。通过高效化集成原型制造与新产品制造，建成高速生产开发的循环式系统，于并行工程环境中，高效修改及评估所开发设计的产品，便于与市场客户需求保持一致性，以客户的需求为导向快速生产产品，改进产品质量，有效提高产品的竞争实力。由此可知，可联合CAD技术以及先进制造、管理、规划、分析技术，形成一种集成化的计算机制造系统（即CIMS），并将CAD技术作为CIMS系统的重要基础与核心。

二、核动力机械设计中信息化设计系统构建分析

1.专业信息管理系统的构建

在完成管理体系、信息技术服务有关系统构建后，紧接着就是用专业的技术和管理体系运行、维护和管理信息系统，这是信息化工作的一项重要内容。随着信息技术的迅猛发展以及现代化信息内容的日渐丰富，其系统日益复杂，用户很难自行维护。而且许多科研生产活动都依托该系统才能正常开展，因此，必须有专业队伍管理和运行这个重要技术基础设施，才能使系统更稳定可靠。信息技术服务和管理体系涵盖的工作内容有以下六项：一是提供高性能计算机资源；二是信息资源和数据管理数字化；三是软件工程及版本管理；四是信息安全维护和灾难修复；五是信息技术服务活动（如应用开发、咨询、培训、信息技术等）；六是管理和维护网络。

2.现代化信息系统的构建

形成网络通畅、信息丰富、使用便捷的现代化信息系统是信息化建设工程的目标。主要有：第一，机房和网络工程，建立中心机房和计算机网络主干，打造高速的通信网络，保证网络安全和运行稳定。第二，计算机应用软件工程。建设能够提供核动力研究开发及管理需要的软件配置管理制度及软件库，包括以下步骤：①建立较为集中的高性能计算配置中心，对贵重的软件资源系统进行统一维护和管理，网上共享，依需授权。②集中所有科研、设计与管理软件，同步引进和自主开发，制作系列支持核动力工程研究开发、设计的软件，保护拥有自主知识产权的软件版权。第三，模型、方法案例挖掘工程。对工程设计、科研和管理活动中的各项成果、规范标准、技术或技巧、技术方法、管理经验和人事信息、案例等不断加以总结，形成可供工程研究开发设计、办公自动化和管理的信息资源库。第四，信息标准化工程。运用目前使用的行业标准及国家标准，根据需要补充制定企业的标准，建设包含总体和基础标准、管理信息化标准及设计自动化标准的信息化标准体系，实现信息系统联动、资源共享的基础便是信息标准化，也是信息化建设战略的至高目标。

3.公共信息平台的构建

开发若干个工程研究项目、设计项目及新产品开发项目，并发多项任务、多信息过程的局面，是所有从事核工程设计科研单位经常面临的情况。然而这些工作的基础方法、技术手段和信息在一个行业领域内都是一样的。对应的组织过程及工程的管理也是无差别的，因此，建设这类单位信息化的目标是能支持多个单位协同、多项目并行的公共信息平台，才能做到统一建设，多方受益，避免重复建设及提高增大投资收益。

信息化建设不是短期的建设工程，要使所有部门、所有项目都获益，对应的机制应该是统一建设、多方受益的推动型基建，由相关部门建立共享机制，形成单位各级部门独立开放、重要资源授权共享、信息安全有统一保障的信息应用机制。在建设信息化工程时，应该在规划之前就考量现有可用资源的有效使用范围，利用先进的资源调度和网络管理技术，达到有效整合和移植所有资源的目的，减少资源的浪费和重复。

参考文献：

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