海洋工程概论论文

海洋工程概论论文（精选8篇）

篇1：海洋工程概论论文

《海洋工程概论》课程教学大纲（宋小3号粗体）

一、课程名称（宋5号粗体，以下标题同）1.中文名称（宋5号，下同）《海洋工程概论》 2.英文名称

《Ocean Engineering Outline》 3.课程号

二、学时

总学时 36 学时

其中：授课 36 学时

实验 0 学时

本课程以课堂讲授和录像相结合的方式进行教学

三、考核方式（考试或考查）考查

四、适用专业 所有专业

五、课程简介（200字以内）

《海洋工程概论》概述的讲述了海洋资源的丰富和发展海洋工程的原因，本课的目的是使学生对地理环境具有概括性认识，并较系统的掌握海上油气勘探、开发、生产、运输主要环节中的海洋石油钻井平台、生产平台、系泊装置的总体性能、结构形式及主要特点。本课程还要着重介绍海洋平台的设计步骤、方法以及海洋工程结构设计中须考虑的特殊问题，同时还介绍了海洋平台建造、装配、探伤和下水等工艺过程。同时针对蓬勃发展的海洋能源利用和开发，海洋发电的应用前景，进行了粗略的介绍和讲解。在课程中，通过视频和图纸来使得学生对海洋工程概论这门课程有更深一步了解和掌握。

六、本门课程在教学计划中的地位、作用和任务

本课程是船舶与海洋工程专业中的一门比较主要专业课程。它的任务是：介绍海洋工程的基本知识，海洋平台设计的方法和步骤，海洋工程建造的原则和建造工艺，海洋工程的发展方向等。通过本课程的学习，使学生达到下列目标： 了解海洋工程的发展历程，我国海洋工程的发展和必要性，同时也要清楚的了解到我国海洋工程的不足和现状 了解海洋平台设计所需要考虑的因素，并如何影响设计方案和结果，如风、海浪、海流、海冰等。

3了解海洋平台设计原则和设计方法，同时掌握设计中所应考虑的问题和设计载荷种类，了解海洋平台结构分析及局部详细设计方法，对于海洋平台的腐蚀问题也应有基本的概念。了解海洋石油钻探与生产装置，对于钻井平台和采油平台的钻井设备和生产设备有一定的了解。了解海洋平台的建造要求和工艺，对于结构的焊接工艺和焊缝无损探伤技术有一定的认知，对了平台下水和海上安装以及维护保养都要进行一定程度上的掌握。

通过《海洋工程概论》这门课程使学生具备海洋工程设计人才所必需的专业基本知识；为学生进一步学习专业知识和职业技能，为将来从事海洋工程相关工作和进一步学习打下良好的基础。

七、课程内容和教学要求

1.内容：（内容包括章节内容和学时分配）第1章 绪论（2学时）

了解海洋工程的过去与未来发展 了解我国的海洋石油工业的现状 了解海洋工程研究的对象和范围 第2章 海洋环境（2学时）

了解海底地貌

了解风、浪、流以及海冰等海洋环境影响 第3章 海洋石油钻探与生产装置（8学时）

了解海洋石油钻探与生产设备的概况 了解钻探装置－钻井平台 了解生产装置－采油平台 了解单点系泊系统 了解早期生产系统 了解海洋工程特种工程船 第4章 海洋平台设计（10学时）

了解平台结构的设计步骤和方法 了解设计中应考虑的几个问题 了解设计载荷

了解结构分析及局部详细分析 了解腐蚀与防腐蚀

第5章 海洋平台建造（10学时）

了解海洋平台建造的一般原则 了解焊接工艺 了解焊缝的无损探伤 了解海洋工程材料 了解下水与海上安装 了解日常维护与保养 了解平台的入级及海事保险 第6章 海洋发电（2学时）

了解海洋发电的概况 了解波力发电 了解潮汐发电 第7章 大洋锰结核的开发（2学时）

了解大洋锰结核的分布和开发前景 了解大洋锰结核的开采方法 了解潜水器的海底调查系统 2.要求：

（1）了解海洋工程的概况以及发展脉络

了解海洋工程设计过程中的影响要素；

了解与熟悉海洋工程的建造和生产工艺。

（2）要求掌握的基本方法

初步了解海洋工程所包括的内容；

了解和掌握海洋工程设计方法和建造工艺以及海洋工程的发展与应用。

八、实验内容

无

九、教材及主要参考资料

1.教材：（如果是英文教材，需配中文译名）

1）孙丽萍等编著：《海洋工程概论》，哈尔滨工程大学出版社，2000年。

十、先修课程 无

篇2：海洋工程概论论文

首先，我为能够在一所具有船舶特色的学校学习而感到骄傲，学校根据实际情况并结合本校特色，开设了《船舶与海洋工程概论》这门课。从字面上理解，这门课分两个部分，船舶和海洋工程。

首先说说船舶，中国经济的迅速崛起，极大地刺激了国内外的造船市场，自2003年以来，全年造船完工量突破850万载重吨，占世界造船市场份额达到15%以上。2004年，中国的造船完工量和手持订单量均达历史最好水平。海关统计，2004年我国船舶出口31.58亿美元，同比增长4.5%；新船承接方面也是全线飘红，截止2004年底，我国手持出口船舶订单2873万载重吨，合同交船期延续到2009年。其中，中船重工集团公司累计承接30万吨超级油船15艘，11万吨成品油船32艘，4250箱集装箱船29艘、17.4万吨新型双壳散货船8艘，其中70%以上为出口船。出口船舶完工量达561万载重吨，出口金额高达31.6亿美元；订单超过1700万载重吨。

但是2009年因美国次贷危机而引发的金融风暴已经席卷全球，中国以及整个世界的造船市场也因这场危机而迅速降温，甚至可以说给世界造船市场沉重一击。中国造船也在这次危机中受挫不小，由于任何一艘船的造价都很昂贵，如果加上扩建船台的高额费用，船东弃船毁约的结果可能会导致一些中小型船厂倒闭。根据欧洲造船工业会（CESA）公布的未来世界新船需求的预测结果，2010年世界新船建造能力将达到3120万修正总吨，而同年世界年平均新船需求只有2400万修正总吨。CESA认为，今后数年之内世界船舶市场将会出现产能过剩的问题，很多船厂将很难获得新定单。

但是纵观世界造船业近百年来的发展史，第一个造船王国是英国；接着，世界造船中心从欧洲转移到亚洲，成就了日本。有人预测，在不久的将来还会发生第三次转移，造船的未来将会在中国。中国在未来的10年、20年的时间内，将会面临更大的挑战和机遇，我相信中国不仅会成为世界造船大国，更会成为世界造船强国。

然后说说海洋工程，接手写。

篇3：建筑工程项目分包概论

工程分包是指工程的承包人 (含勘察人、设计人、施工人) 经发包人同意后, 依法将其承包的部分工程交给第3方完成的行为。在分包行为中, 承包人只是将其承包工程的某一部分或者某几部分, 发包给1个或者几个分包人, 并签订分包合同, 承包人仍然要就承包合同约定的全部义务向发包人负责。

与此密切相关的另一个概念是建筑工程分包市场。所谓建筑工程分包市场, 也即通常所说的建筑工程二级市场, 是指:为完成某项工程建设, 建筑业企业之间在工程承、发包活动中形成的平等的财产关系的总和。建筑业企业 (也称承包商) 与建设单位 (也称业主或开发商) 在工程承、发包活动中形成的平等的财产关系构成建筑工程一级市场。在一级市场上, 建筑业企业直接面对建设单位。但是, 在二级市场上, 其承包人面对的是一级市场上的工程承包人。所以, 建筑工程二级市场是相对建筑工程一级市场而言的。它应包括专业工程承发包市场和建筑劳务市场两块, 并且这两块可相互交叉和相互作用, 共同构成统一的二级市场。同时, 二级市场也将和一级市场相互作用, 共同构成同一的建筑市场。

常所说的工程分包, 特指施工企业之间的专业工程施工或劳务作业的承、发包关系。分包活动中, 作为发包方的施工企业是总承包商, 作为承包方的施工企业是分包商。我国现行的《建筑法》、《建设工程质量管理条例》中定义的工程分包活动, 从本质上讲, 是指在工程设计、招投标、施工、竣工验收等阶段处于相对独立状态下的传统的施工总承包模式下的工程分包活动。在工程总承包模式下, 工程分包活动的表现形式将更为复杂多样, 因而, 研究工程分包问题具有十分重要的现实意义。

建筑工程分包活动的分类。根据交易对象的不同, 建筑工程分包包括专业工程分包和劳务作业分包两类。我们可以通过对承包合同的性质来分类。

2 建筑工程项目加强分承包管理的必要性

从宏观意义上来讲建筑市场的完善分包体制是社会经济发展的必然产物, 是促进建筑市场经济增长的突破口。

⑴社会发展总是向更高效的生产方式发展的, 专业化趋势正体现了这一要求。激烈的竞争和市场的多变, 要求企业更专注于核心竞争力, 市场的专业化程度将越来越高。

⑵以顾客为中心的市场需要, 促进了专业化管理和专业化分包企业的发展。专业化生产是提高附加值的途径之一, 必然引发企业走专业化的道路。

⑶国家政策法规促使专业化的分承包体系完善新的建筑业资质划分, 高层次的向专业管理型建筑综合承包商发展, 低层次的向专业化的分承包企业发展。新颁布的建筑工程项目管理规范也预示了项目管理的发展, 要求建立完善的分包体系。

从客观意义上分析完善分承包管理体制是企业不断完善自我, 争加市场竞争力的一种表现形式。

⑷工程分包有利于大型施工企业走向高端, 中小型施工企业步入专业化。为增强核心竞争力, 大型施工企业要实现由劳动密集型向管理密集型转换, 由低端向高端发展, 从施工总承包向工程总承包迈进, 必将甩掉低端生产资源, 专注于项目管理。对专业分包队伍或劳务队伍来说, 提高管理能力, 培养优秀的专业技术人员, 使用机械设备, 提高专业化施工能力是必由之路。劳务队将发生分化, 其中优秀的管理和技术人员将逐步稳定下来, 成为固定的职业人员;劳务队将由自身技术管理能力的差异, 分化为各具特色的专业承包企业, 既走劳务承包, 又走专业工程承包的道路。专业施工能力, 是专业分包企业的核心竞争力。

⑸工程分包有利于施工企业提高效率和应变能力。建筑施工项目管理内容繁杂、工程规模大、建设周期长, 项目实施中的不确定性因素多, 施工环境复杂多变。为了适应变化, 总承包商会授予项目更多的处理变化的权力, 更多地依赖外部资源, 为提高效率而更加重视对分包工程的管理。专业的项目管理, 最终使项目变得更有效率。专业工程分包队伍和劳务队通过提高管理水平和技术能力, 加强自身竞争力, 可以在市场中获取更多的业务机会, 其人力、设备资源能够得到更多的利用。这样, 生产效率得到提高, 利润肯定增加, 从而增加其抵御风险的能力。

⑹工程分包有利于先进企业文化的传播。在对分包工程的管理过程中, 作为总承包商的大型施工企业, 为了保证实现所承揽工程的质量、工期等刚性指标, 维护其企业信誉, 一定会将其成熟的先进管理理念等企业文化精髓传播到分包单位。分包单位在实施分包工程的过程中, 潜移默化地学习借鉴发包单位的先进企业文化, 如:视信誉如生命、安全责任重于泰山等等, 分包单位在学习发包单位先进企业文化的同时, 自身素质得以提升。

篇4：机电工程施工概论

机电工程包括机械、电力、冶金、矿业等各类工业、民用和公用建筑的机电工程，具体施工实施活动包涵了设计、采购、安装、调试、运行、竣工验收、备案等各个阶断。

任何项目在整个实施过程中，设计阶段和施工工艺技术是工程质量与安全的重要核心，施工的每一个单位（如设计方、施工方、建设方、监理单位）需要统一协调，相互合作，才能顺利保证工程如期完工，其使用功能和质量得以实现。

机电安装是建筑类工程的重要组成部份，下面具体分几个步骤来分析和阐述机械、电气各系统组成的安装实施要点。

机电设备的采购：机电设备的采购工作是整个工程综合管理的一个重要组成部分和施工质量的前提。按照规定程序招标或询价，必要时组织技术人员到机电设备的生产厂家现场考察。从初选的供货单位中，最终确定价格合理、又满足质量要求、运输方便，交货及时的一家生产单位。在设备的生产过程中，经常电话询问或派有一定技术的工作人员去现场监督，尤其是在生产设备的关键件或重要件。出厂时一定跟随出产检验至合格，重要设备的现场监督尤其重要，设备的优劣直接决定以后的设备使用质量和安全。所以特殊设备的出厂前的检验必须从产品的外观、机械性能、电气性能和包装运输等四大控制把关。遵循加工生产三大检验过程：即加工过程的巡检、部件加工完成的工序检验、整机完成的终检。现场加工监督重点是两个质量控制点：关键件和重要件。若是精密电子仪器更要从原材料、焊接、部件装配、整机调试分散控制，整机出厂终检从机械及电气使用性能上集中控制。总之一定保重质量合格产品出厂。运输时要充分研究确定合理的运输时间和路线，时间最好避开冬雨期，大型设备确定路线后还要及时与道路交通管理部门商谈。得到道路交通管理部门获准或协助后方可通行，避开交通高峰期。保重运输时间、设备安全满足安装单位要求。

机电设备进场验收：设备安全运到到现场后，重要精密机电设备要组织设备供应商、保险公司、安装公司，土建单位、监理单位、建设方等各方现场开箱验收。如果是进口设备，还应请商检部门参加验收。检查三证，装箱清单要具体明确，还要有中文的使用说明书，做好设备的进场验收记录，各方签字记录并归档。一定做到记录的资料可追朔性。验收合格后，根据货物的重要和精密程度单独存放，做好标识，专门看护，防雨、防盗、防火。进场不合格的产品要严格遵照不合格产品处理程序处理，必须单独存放，做好标识。

机电设备安装的位置的土建验收：设备基础、施工质量应符合混凝土结构工程施工质量及验收规范，并应有验收资料和记录。首先是基础混凝土强度的验收工作。混凝土配合比、混凝土养护应达到设计要求，要有相关文件合格标准。对混凝土强度有怀疑时，可以申请有检测资质的工程检测单位检测，采用回弹法或钻芯法复测。重要的大型重设备基础要用重锤做预压试验。另外设备基础测量是关键工作，还要对设备基础的位置、尺寸复测，预埋地脚螺栓的位置、标高，露出基础的长度也要验收。基础不合格的请设计单位审核。由设计单位出具意见。

机电设备安装：基础工作验收后，方可进行机电系统、给排水系统、强弱电安装部线、整机调试工作，这部分是机电安装的核心。确保设备使用功能，节能环保达到预期要求，机电安装前，一定要做好施工准备工作，编制施工方案，和图纸交接、会审、工作层层交底，合理计划施工人员及上岗培训和使用设备的准备工作等。另外，如需要大型机械的租赁，如起重机等，需合理安排机械设备进场时间，保证设备租赁资金有效利用。施工场地要三通一平，工程材料要充分齐全，如脚手架等。办好领料单审批。每道工序要紧密衔接、按部就班进行，前道工序施工要充分考虑后道工序施工方便的需要，如提前预留孔洞和预埋件预埋。大型的机电设备安装过程中尤其要注意安全问题，机电设备一般比较笨重，超大规模的大型设备编制施工方案的同时，还要组织专家论证实施方案。确保机械设备和人身安全，尽量减少搬运次数。特别说明的是：精密电子仪器的安装过程要精确找平、找正，在现场要使用检验合格的测量工具，测量是一门学问，大面积的测量应遵循从整体到局部，先控制后细部的原则。现场要建立统一控制网，以此为基础，测量出各个建筑和机电设备的细部。测量工具具体的有：水准仪、经纬仪、和全站仪等，整个安装过程要注意精度控制的方法，要从人、机、料、法、环、检入手，尤其是强调人的作用，人员持证上岗，如焊工、脚手架工、起重工等。精密设备误差调整方法许多：有固定补偿法，必要时采用修配法，对补偿件补充加工，抵消过大积累误差。根据现场合理选择减少安装误差。

设计变更注意事项：主体设备安装完毕后，要进行分部分项验收。合格后方可进行下道工序；管线布线，如动力线、照明线、智能化系统和防雷接地工作，这里要说明一点，每个施工环节发现施工图纸不符合要求时，及时与监理沟通。由建设单位向设计单位通知更改图纸。收到监理工程师下达的变更令及设计变更，方可继续此道工序施工，一定做好记录，保存变更资料，以便为完工后验收归档做准备。及时向监理工程师申请签字，以备后期索赔和反索赔。尤其是记录好事情的原因和增加的工程量、工期、为赶工期而花费的资金和人员误工。

布线要求：若是建筑电气，涉及暗线敷设和明线敷设，楼板的暗线敷设要复杂些，暗线穿在楼板内，在两层钢筋中间。而普通的直埋电缆在有振动和承受压力的地段应穿保护管。电缆在拐弯、接头、终端和进出建筑物口要有明显标志。电缆沟要有排水坡度，回填土要分层夯实。电力电缆和控制电缆要分开排列，防雷接地装置要符合要求，这是基本的安全用电和防止触电的有效措施，也是保护用电设备和供电电网的安全。防雷接地装置的接地极要符合具体施工场地要求，接地极有金属接地极、非金属接地极、离子接地极和降阻剂等。机电安装的管线使用原则要注意：电路让水路，水路让风路的原则。

监控智能化系统：现代化的工程建筑，尤其是住宅小区，智能化系统尤为重要。智能化报警，消防报警、闭路电视、通信网络、与整个楼宇的视听监控等。智能化系统要做到：防干扰功能，严格取材，图纸需用屏蔽线的一定不能用别线代替。电流功率大的导线面积要相应增加。还要注意防火，保证设备通风散热。现代化发展智能化系统越来越高，对安装人员、设计人员、使用操作者都要提高一个层次。尤其是plc单片机控制技术越来越高。

最后，整个施工过程完工后，要及时组织验收交付使用，注意对使用单位进行人员培训。资料归档交接。

篇5：网络工程概论

摘要：网络安全问题一直是计算机良好发展的关键性因素。随着网络的飞速发展,网络安全问题日趋凸现。本文通过对网络安全的主要威胁因素进行分析,着重阐述了几种常用的网络安全的防范措施。

关键词：计算机网络网络安全防范措施

一、网络安全的基本概念

通过采用各种技术和管理措施，使网络系统正常运行，从而确保网络数据的可用性、完整性和保密性。所以，建立网络安全保护措施的目的是确保经过网络传输和交换的数据，不会发生增加、修改、丢失和泄露等。常见的网路安全问题有如下几种：

1)人为的失误如对与用户口令选择或将账号随意告知他人或与别人共享等,都会给计

算机带来网络安全威胁。

2)信息截取通过信道进行信息的截取，获取机密信息，或通过信息的流量分析，通信

频度、长度分析，推出有用的信息，这种方式不破坏信息的内容，不易被发现。

3)计算机软件的漏洞每一个网络软件或操作系统的存在都不可能是没有缺陷、没

有漏洞的,这就是说每一台计算机都是不安全的,只要计算机室连接入网的,都将成为众矢之的。

4)网络病毒目前计算机病毒是数据安全的头号大敌,它是制造者在计算机程序中

植入的损坏计算机数据或功能,对计算机软硬件的正常运行造成影响并能够自我复制的计算机程序代码或指令。计算机病毒具有触发性、破坏性、寄生性、传染性、隐蔽性等特点。因此,针对计算机病毒的防范尤为重要。

5)电脑黑客电脑黑客(Cracker)是对计算机数据安全构成威胁的另一个重要方面。

电脑黑客是利用系统中的安全漏洞非法进入他人的系统,是一种甚至比病毒更危害的安全因素。

二、网络安全的防范措施

目前常用的几种网络安全技术防范措施有以下几种：

(一)防火墙安全技术 所谓防火墙指的是一个由软件和硬件设备组合而成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的界面上构造的保护屏障.是一种获取安全性方法的形象说法，它是一种计算机硬件和软件的结合，使Internet与Intranet之间建立起一个安全网关，从而保护内部网免受非法用户的侵入，该计算机流入流出的所有网络通信均要经过此

防火墙。

在网络中，所谓“防火墙”，是指一种将内部网和公众访问网(如Internet)分开的方法，它实际上是一种隔离技术。防火墙是在两个网络通讯时执行的一种访问控制尺度，它能允许你“同意”的人和数据进入你的网络，同时将你“不同意”的人和数据拒之门外，最大限度地阻止网络中的黑客来访问你的网络。

防火墙包括网络层防火墙和应用层防火墙。

网络层防火墙可视为一种 IP 封包过滤器，运作在底层的 TCP/IP 协议堆栈上。我们可以以枚举的方式，只允许符合特定规则的封包通过，其余的一概禁止穿越防火墙。这些规则通常可以经由管理员定义或修改，不过某些防火墙设备可能只能套用内置的规则。我们也能以另一种较宽松的角度来制定防火墙规则，只要封包不符合任何一项“否定规则”就予以放行。现在的操作系统及网络设备大多已内置防火墙功能。较新的防火墙能利用封包的多样属性来进行过滤，例如：来源 IP 地址、来源端口号、目的 IP 地址或端口号、服务类型(如 WWW 或是 FTP)。也能经由通信协议、TTL 值、来源的网域名称或网段...等属性来进行过滤。

应用层防火墙是在 TCP/IP 堆栈的“应用层”上运作，您使用浏览器时所产生的数据流或是使用 FTP 时的数据流都是属于这一层。应用层防火墙可以拦截进出某应用程序的所有封包，并且封锁其他的封包(通常是直接将封包丢弃)。理论上，这一类的防火墙可以完全阻绝外部的数据流进到受保护的机器里。

防火墙借由监测所有的封包并找出不符规则的内容，可以防范电脑蠕虫或是木程序的快速蔓延。不过就实现而言，这个方法既烦且杂(软件有千千百百种啊)，所以大部分的防火墙都不会考虑以这种方法设计。XML 防火墙是一种新型态的应用层防火墙。

(二)加密技术

加密技术是电子商务采取的主要安全保密措施，是最常用的安全保密手段,利用技术手段把重要的数据变为乱码（加密）传送，到达目的地后再用相同或不同的手段还原（解密）。加密技术包括两个元素：算法和密钥。算法是将普通的文本（或者可以理解的信息）与一窜数字（密钥）的结合，产生不可理解的密文的步骤，密钥是用来对数据进行编码和解码的一种算法。在安全保密中，可通过适当的密钥加密技术和管理机制来保证网络的信息通讯安全。密钥加密技术的密码体制分为对称密钥体制和非对称密钥体制两种。相应地，对数据加密的技术分为两类，即对称加密（私人密钥加密）和非对称加密（公开密钥加密）。对称加密以数据加密标准（DES，Data Encryption Standard）算法为典型代表，非对称加密通常以RSA（Rivest Shamir Ad1eman）算法为代表。对称加密的加密密钥和解密密钥相同，而非对称加密的加密密钥和解密密钥不同，加密密钥可以公开而解密密钥需要保密。

对称加密采用了对称密码编码技术，它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥，即加密密钥也可以用作解密密钥，这种方法在密码学中叫做对称加密算法，对称加密算法使用起来简单快捷，密钥较短，且破译困难，除了数据加密标准（DES），另一个对称密钥加密系统是国际数据加密算法（IDEA），它比DES的加密性好，而且对计算机功能要求也没有那么高。IDEA加密标准由PGP（Pretty Good Privacy）系统使用。与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey）和私有密（privatekey）。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。

加密技术中还有一种重要的证书签发机构CA。CA是负责签发证书、认证证书、管理已颁发证书的机关。它要制定政策和具体步骤来验证、识别用户身份，并对用户证书进行签名，以确保证书持有者的身份和公钥的拥有权。

CA 也拥有一个证书（内含公钥）和私钥。网上的公众用户通过验证 CA 的签字从而信任 CA，任何人都可以得到 CA 的证书（含公钥），用以验证它所签发的证书。

如果用户想得到一份属于自己的证书，他应先向 CA 提出申请。在 CA 判明申请者的身份后，便为他分配一个公钥，并且 CA 将该公钥与申请者的身份信息绑在一起，并为之签字后，便形成证书发给申请者。

如果一个用户想鉴别另一个证书的真伪，他就用 CA 的公钥对那个证书上的签字进行验证，一旦验证通过，该证书就被认为是有效的。

网络加密通常有以下四种类型：

1、无客户端SSL：SSL的原始应用。在这种应用中，一台主机计算机在加密的链路上直接连接到一个来源(如Web服务器、邮件服务器、目录等)。

2、配置VPN设备的无客户端SSL：这种使用SSL的方法对于主机来说与第一种类似。但是，加密通讯的工作是由VPN设备完成的，而不是由在线资源完成的(如Web或者邮件服务器)。

3、主机至网络：在上述两个方案中，主机在一个加密的频道直接连接到一个资源。在这种方式中，主机运行客户端软件(SSL或者IPsec客户端软件)连接到一台VPN设备并且成为包含这个主机目标资源的那个网络的一部分。

SSL：由于设置简单，SSL已经成为这种类型的VPN的事实上的选择。客户端软件通常是很小的基于Java的程序。用户甚至可能都注意不到。

IPsec：在SSL成为创建主机至网络的流行方式之前，要使用IPsec客户端软件。IPsec仍在使用，但是，它向用户提供了许多设置选择，容易造成混淆。

4、网络至网络：有许多方法能够创建这种类型加密的隧道VPN.但是，要使用的技术几乎总是IPsec.(三)数字签名与身份认证

“数字签名”系指在数据电文中，以电子形式所含、所附或在逻辑上与数据电文有联系的数据，和与数据电文有关的任何方法，它可用于数据电文有关的签字持有人和表明此人认可数据电文所含信息。

数字签名的特点:信息是由签名者发送的；信息自签发后到收到为止未曾做过任何修改；如果A否认对信息的签名，可以通过仲裁解决A和B之间的争议；数字签名又不同于手写签名。

数字签名使用原理：数字签名使用的是发送方的密钥对，发送方用自己的私有密钥进行加密，接收方用发送方的公开密钥进行解密。这是一个一对多的关系：任何拥有发送方公开密钥的人都可以验证数字签名的正确性。而私有密钥的加密解密则使用的是接收方的密钥对，这是多对一的关系：任何知道接收方公开密钥的人都可以向接收方发送加密信息，只有唯一拥有接收方私有密钥的人才能对信息解密。通常一个用户拥有两个密钥对，另一个密钥对用来对数字签名进行加密解密，一个密钥对用来对私有密钥进行加密解密。这种方式提供了更高的安全性。

身份认证的几个相关概念：

1.认证：在做任何动作之前必须要有方法来识别动作执行者的真实身份。认证又称为

鉴别、确认。身份认证主要是通过标识和鉴别用户的身份，防止攻击者假冒合法用户获取访问权限。

2.授权：授权是指当用户身份被确认合法后，赋予该用户进行文件和数据等操作的权

限。这种权限包括读、写、执行及从属权等。

3.审计：每一个人都应该为自己所做的操作负责，所以在做完事情之后都要审计身份认证的主要方法：口令识别法；个人特征识别法；签名识别法；指纹识别技术；语音识别系统；视网膜图像识别系统；识别过程；身份识别系统的选择。

(四)计算机系统容灾技术

灾难容忍和系统恢复能力弥补了网络安全体系仅有的防范和检测措施的不足。由于没有哪一种网络安全设施是万无一失的,一旦发生安全漏洞事件,其后果将是不可设想的。还有,人为等不可预料导致的事件也会对信息系统造成巨大的毁坏。所以一个安全体系就算发生灭难,也能对系统和数据快速地恢复,进而完整地保护网络信息系统。目前系统容灾技术主要有数据备份。但对于离线介质不能保证系统安全。数据容灾通过IP容灾技术来保证数据的安全。数据容灾是在两个存储器（一个在本地，一个在异地）之间建立复制关系。本地存储器供本地备份系统使用,异地存储器对本地备份存储器的关键数据实时复制。两者通过IP相联系,组成完整的数据容灾系统。系统容错技术还有一种就是集群技术,是通过对系统的容错和整体冗余来解决不可用和系统死机问题。本地集群网络、异地集群网络和双机热备份是集群系

统多种形式实现,提供了不同的系统可用性和容灾性。其中容灾性是最好的是异地集群网络。数据存储系统集成了存储、备份和容灾技术。是数据技术发展的重要阶段。伴着存储网络化时代的发展, 一体化的多功能网络存储器势必将取代传统的功能单一的存储器。

(五)软件漏洞扫描技术

自动检测本地主机或远端安全的技术就是漏洞扫描,它随时查询TCP/IP服务的端口, 收集关于某些特定项目的有用信息，并记录目标主机的响应。漏洞扫面技术是通过安全扫描程序来实现。扫描程序可以迅速的检查出现存的安全脆弱点。扫描程序吧可得到的攻击方法集成到整个扫描中,之后以统计的格式输出供以后参考和分析。

(六)物理安全技术

系统信息还有可能在空间扩散，这就需要信息网络系统的物理安全。为减少或干扰扩散出去的空间信号，一般是在物理上采取一定的防护措施。物理安全方面一般的措施如下：

1)产品保障：主要指产品采购、运输、安装等方面的安全措施。

2)运行安全方：网络中的产品在使用过程中,必须能够从生成厂家或供货单位得到迅速的技术支持和服务。对一些关键设备和系统,应设置备份系统。

3)防电磁辐射方面：针对所有重要涉密的设备都需安装防电磁辐射产品,如辐射干扰机

等。

4)安保方面：主要是防盗、防火等,还包括网络系统所有网络设备、计算机、安全设备的安全防护。

【参考文献】：

1.刘采利.浅析计算机网络安全隐患

2.刘学辉.计算机网络安全的威胁因素及防范技术

篇6：土木工程概论

①功能要求多样化；②城市建设立体化；③交通工程快速化；④工程设施大型化。

将信息、计算机、智能化技术等高新技术用于土木工程将是今后相当长时间内的重要发展方向。

①信息化施工

信息化施工还可通过网络与其他国家和地区的工程数据库联系，在遇到新的疑难问题时可及时查询解决。信息化施工可大幅度提高施工效率和保证工程质量，减少工程事故，有效控制成本，实现施工管理现代化。

②智能化建筑

智能化建筑满足的要求：一是房屋设备用先进的计算机系统监测与控制，并可通过自动优化或人工干预来保证设备运行的安全、可靠、高效。二是安装了对居住者的自动服务系统。

③智能化交通

智能化交通一般包括以下几个系统：A、先进的交通管理系统；B、交通信息服务系统；C、车辆控制系统；D、车辆调度系统；F、公共交通系统等。它应具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化系统等功能。

④土木工程分析的仿真系统 用此技术指导设计可大大提高工程结构的可靠性。

二、练习题

（一）判断与改错题

1、土木工程的内容非常广泛，它和广大人民群众的日常生活密切相关，在国民经济中起着非常重要的作用。dui

2、信息和智能化技术将逐渐退出土木工程。cuo

3、为了解决城市水资源供求矛盾，城市建设将向高、深方向发展。cuo

4、工程的主要任务是为生产某种满足人类需要的产品而服务。cuo

5、技术的主要任务是研究世界万物发展变化的客观规律，它解决一个为什么的问题。cuo

（二）名词解释题

1、土木工程；

2、基本建设；

3、信息化施工；

4、可持续发展。

（三）单项选择题

1、（A）是建造各类工程设施的科学技术的总称。A、土木工程；

2、（B）是关于事物的基本原理和事实的有组织、有系统的知识。B、科学

3、（C）则是指将科学研究所发现或传统经验所证明的规律转化成为各种生产工艺，作业方法，设备装置等，它解决一个如何实现的问题。C、技术

4、（D）是指自然科学或各种专门技术应用到生产部门去而形成的各种学科的总称，D、工程。

5、（D）是指“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的发展构成危害”。D、可持续发展。

6、（A）向轻质、高强、多功能化发展。A、工程材料

7、（D）其目的在于利用和改造自然来为人类服务。D、工程。

8、用土木工程分析的仿真系统的技术指导设计可大大提高工程结构的（A）。A、可靠性

9、（D）应具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化系统等功能。D、智能化交通。

（四）多项选择题

1、在土木工程学科的系统学习中，实践经验中得出以下几点值得重视：（ABCD）。

A、自主学习能力；

B、综合解决问题的能力；

C、争强、创新能力；

D、协调、管理能力。

2、现代土木工程的特点有（ABCD）。

A、功能要求多样化；

B、城市建设立体化；

C、交通工程快速化；

D、工程设施大型化。

3、土木工程的发展经历（ABC）的阶段。A、古代；

B、近代；

C、现代；

4、在建设与使用土木工程过程中与（ABCD）有密切关系，对贯彻“可持续发展”原则影响很大。

A、能源消耗；

B、资源利用；

C、环境保护；

D、生态平衡。

5、信息包括（ABC）等。A、计算机；

B、通讯；

C、网络

238、（A）是指承托基础的场地。A、地基

9、工程地质、基础工程、地基处理都是（A）专业知识的重要组成部分。A、土木工程

（四）多项选择题

1、公路工程地质勘察包括：路线勘察，特殊岩土、不良地质地段的勘察，（ABCD）。A、路基路面勘察； B、桥渡勘察； C、隧道勘察； D、筑路材料勘察。

2、勘探的方法主要有（BCD）等。B、坑、槽探； C、钻探； D、地球物理勘探。

3、工程地质勘察可分为（ABC）阶段。A、可行性研究勘察； B、初步勘察； C、详细勘察

4、浅基础可以按基础刚度的不同分为（ABCD）。A、单独基 B、条形基 C、筏板基础和箱D、壳体基础。

5、深基础有（ABCD）常用类型A、桩基础； B、沉井基础； C、地下连续墙； D、墩基础。

3、地基处理的对象与目的是什么？

4、地基处理方法有哪些？

第4章

建筑工程

（二）基本知识和基本理论

建筑工程按层数可分为单层建筑、多层建筑和高层建筑。

1、基本构件

建筑的基本构件可分为板、梁、柱、拱等。

①。板按受力形式可分为单向板和双向板。单向板指板上的荷载沿一个方向传递到支承构件上的板，双向板指板上的荷载沿两个方向传递到支承构件上的板。

②梁的截面高度与跨度之比一般为1／8~1／16，高跨比大于1／4的称为深梁 按梁的常见支承方式可分为：简支梁、悬臂梁、、连续梁。

梁按其在结构中的位置可分为主梁、次梁、连梁、圈梁、过梁等。③柱按受力特点可分为轴心受压柱和偏心受压柱。

2、单层建筑可分为一般单层建筑和大跨度建筑。

（1）一般单层建筑一般单层建筑按使用目的可分为民用单层建筑和单层工业厂房。单层工业厂房通常由屋盖结构、吊车梁、柱子、支撑、基础和维护结构组成。

（2）大跨度结构其结构体系有网架结构、索结构、薄壳结构、充气结构、应力膜皮结构、混凝土拱形桁架等。

（3）框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。框架结构的优点是强度高、自重轻、整体性和抗震性能好。因其采用梁柱承重，因此建筑平面布置灵活，可获得较大的使用空间。多层建筑可采用现浇，也可采用装配式或装配整体式结构。

3、高层结构的主要结构形式有：框架结构，框架—剪力墙结构，剪力墙结构，框支剪力墙结构，筒体结构等。

4、特种结构

特种结构是指具有特种用途的工程结构，包括高耸结构、海洋工程结构、管道结构和容器结构等。（1）烟囱（2）水塔（3）水池（4）筒仓

1、单向板指板上的荷载沿两个方向传递到支承构件上的板X。

2、单层厂房一般采用砖混结构，即墙体采用砖墙，屋面板采用钢筋混凝土板。X

3、梁的截面高度与跨度之比一般为1／8~1／16。Y

4、钢筋混凝土烟囱多用于高度低于50m的烟囱，一般采用滑模施工。X

5、水池是储水和配水的高耸结构，是给水工程中常用的构筑物。X

（三）单项选择题

1、（A）指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置或竖向设置。A、板

3、高跨比大于1／4的称为（D）。D、深梁。

4、（C）是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。C、柱

5、（D）柱是最常见的柱，广泛应用于各种建筑。D、钢筋混凝土。

16、明挖法有时也称为矿山法，尤其是指在坚硬的岩石层中采用的矿山巷道掘砌技术的开凿方式。X

17、浅埋区间隧道 多采用暗挖法施工，常用钢筋混凝土矩形框架结构X。

18、侯车室是地铁车站的最主要部分，是分散上下车人流、供乘客乘降的场地。X

19、基本部照明由临界部、变动部和缓和部三个部分的照明组成。X

1、（A）是双向行车道、中央设有分车带、进出口一般全控制或部分控制，快速交通服务。A、快速道

2、公路路基的（D）形式有路堤、路堑和半填半挖三种。D、横断面。

3、下列哪一项不属于公路的技术标准（D）。D、速度标准。

4、我国已建成的高速公路总里程已居世界第（C）位。C、三

5、（A）沿线有安全设施、交通管理设施、服务性设施、环境美化设施。A、高速公路

6、（B）设施一般为高速公路入口控制、交通监控设施。服务性设施一般有综合性服务站B、交通管理。

7、（A）设施一般包括标志()、标线、护栏、隔离设施、照明及防眩设施、A、安全

8、（B）分为：快速道、主干道、次干道、支道、居住区道路、风景区道路、白行车专用道B、城市道路

9、公路基本（D）形式有：全挖式、台口式和半山洞式。D、路堑。

10、（C）是指一条道路在单位时间内，保持一定速度安全行驶时，可通过的车辆数。C、通行能力

11、第一条完全用于客货运输而且有特定时间行驶列车的铁路，是（A）年通车的英国利物浦A、1830

12、高速铁路的信号与（B）是高速列车安全、高密度运行的基本保证。C、路基

13、世界上第一条载客的地下铁道是（B）年首先通车的伦敦地铁。B、1863

14、上海也已建成我国第一条城市轻轨系统，即（B）。B、明珠线

15、磁悬浮铁路系统采用一系列先进的高技术，使得列车速度高达（B）km／h以上。B、500

16、铁路现代化的一个重要标志是大幅度地提高列车的（B）。B、运行速度

17、高速列车的（B）是实现高速行车的重要关键技术之一。B、牵引动力

18、（C）由于消除了轮轨之间的接触，因而无摩擦阻力，线路垂直荷载小，适于高速运行。C、高速铁路

19、人类首次的飞机飞行于（D）年12月17日在北卡罗莱纳州的基蒂霍克附近D、1909。20、我国飞行家冯如在美国自制飞机，于（B）年9月21日试飞成功，B、1894

21、（A）是指载客量<100人，航程为200~400km的中心城市与小城市之的运输机。A、主线运输机

22、我国民航机场的跑道通常用（A）筑成。A、水泥混凝土

23、（A）是指在条件许可时比其他跑道优先使用的跑道，按该机场最大机型的要求修建，长度较大，承载力也较高。A、主要跑道

24、机场（A）是指正机起飞、着陆所涉及的范围，沿着机场周围要有一个没有影响飞行安全的障碍物的区域。A、净空区

25、机场停车场设在机场的（A）附近，停放车辆很多且土地紧张时宜用多层车库。A、航站楼

26、航站楼的建筑面积根据高峰小时（D）来确定。D、客运量。

27、我国最早的（C）隧道是位于今陕西汉中县的“石门”隧道，建于公元66年。C、交通

28、隧道的纵坡通常应不小于（C）。C、0.3％

29、（A）是为司机从适应野外的高照度到适应隧道内明亮度的照明，A、入口部照明 30、我国自20世纪60年代开始研究用（C）修建黄浦江水底隧道C、盾构法。

31、软土中水底隧道施工，通常认为（B）造价低、工期短、施工条件好，因此更为经济合。B、沉管法

32、水底隧道从施工到运营均有一个（B）问题。B、防水

33、隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间称为（A）。A、隧道净空

34、公路隧道空气污染造成危害的主要原因是（A）。A、一氧化碳

（四）多项选择题

1、道路是一种带状的三维空间人工构筑物包括（ABCD）A、路基； B、路面； C、桥梁； D、涵洞。

2、道路根据其（ABC）等主要可分为公路、城市道路。A、所处的位置； B、交通性质； C、使用特点

3、公路路线的类型有（ABCD）。A、沿河线； B、越岭线； C、山坡线； D、山脊线。

篇7：土木工程概论

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。

通过几次类似于讲座的上课，外加自己课余时间的看书，对于这么土木工程概论这门课程，有了一定的了解。作为一个土木专业的学生，我认为其特点就是知识面广，也许我对这门课还不是很熟知，但由于在专科学校里的学习，对土木这个概念还是有一定了解的，也是一种缘分让我有机会来学习这门古老又不缺乏现代气息的课程。鉴于读书报告的规划需要，以下将通过四个方面进行小结：专业知识、学习计划、学习体会、改进建议。专业认识 虽然我学过土木这门专业但这都是理论知识可是对这个土木专业不是很了解，以为是单纯的偏重于土木，类似于工程管理之类，记得当初填志愿时心里很矛盾，到底第一志愿填土木工程还是其他管理这个问题一直困扰了我好久，直到在那张厚实的志愿书上写之前也是矛盾重重。，既然我最终选择了这个专业，也是一种缘分。直到慢慢学习和知识的积累时，才对这个专业有所了解，这是个新兴专业，可以说是年轻的，真如我们一样，有着激情与朝气。我想这就是让我对我当初的选择不后悔的原因吧。后来仔细的在学校的招生网站上仔细的查了一下这个专业的介绍：工程管理以“懂技术、知法规、精管理”为培养目标，采用“基础课程+平台课程+专业课程”的课程结构体系，具有较强实践能力和创新能力的高级工程管理人才。通过理论课程学习和实践环节训练，使学生初步具有工程项目可行性研究、招投标文件编制、工程项目的目标控制、信息管理和组织协调等能力。主修课程：工程数学、土木工程测量、土木工程材料、画法几何及工程制图、材料力学、结构力学、弹性力学、流体力学、土力学、混凝土结构设计原理、钢结构设计原理、桥梁工程、道路勘测设计、路基路面工程、土木工程施工与组织等

毕业去向：能在政府机关建设职能部门，机关及工矿企事业单位的基建管理部门，建筑、市政工程设计院，土木工程科研院所，建筑、公路、桥梁等施工企业，工程质量监督站，工程建设监理部门，房地产公司，工程造价咨询机构、银行及投资咨询机构等从事技术与管理工作；或可考取结构工程、防灾减灾及防护工程、道路与铁道工程、桥梁与隧道工程、岩土工程、工程力学等学科的硕士研究生；或按照国家相关规定考取注册结构工程师、注册建筑师、注册土木工程师、注册监理工程师和注册造价师等。等其实单纯从字面上我觉得很难读懂，可是经过老师简单的讲解就似乎变得很好理解，总之一句话，等以后毕业了，大多数就是从施工员开始做起，有能力的话做个项目经理，爱学习点的可能做个工程师。这比起那些专业术语可简单通俗多了。可是这到底是怎么样的学科呢，我在信息网上找到了这样一段话：这是什么样的一门学科？其实这个是工程技术与工程管理的交叉学科我国的工程土木专业在很早以前就开始了，但是应社会主义建设的需求设立的。近年来，随着全球一体化的发展，尤其是中国入世以后，国际工程项目土木成为热点。该专业对学生建筑工程师和结构工程师的双重素质教育，要求学生具有管理学、土木工程技术、计算机管理和外语的综合知识，能在国内外工程建设领域，从事项目决策和全过程管理的复合型、外向型、开拓型的高级土木管理人才。由于土木工程管理责任重大，除具有相应的专业知识外，还要有良好的身体素质和心理素质。它的授课的内容是包括专业工程技术类和建筑学类两大部分。其他的内容跟学校介绍大同小异。学习计划 既然我学习了这个专业，就要为自己定个学习计划，有长远的，也用短期的，有具体的，也有大概的。首先摆在我面前的先是在学校里做好基础，为以后毕业后找工作打好良好基础。理论上这个专业毕业后有很多方向去发展自己，有政府机关公务员，比如在建委、水利局、路桥公司等从事工程建设的工作等；有工程咨询公司、投资公司，从事工程建设项目的评估、咨询等工作；有工程建设公司、房地产开发公司——从事工程建设项目的招投标、施工建设管理等工作……可能由于个人的性格并不是那种善于做那些整理数据型的，不喜欢长期坐办公室的那种，于是很多便已经被排除了，什么预算审批、招投标等等。说的简单点，就是我今后希望走的是一条这样的道路：毕业—基础施工员员—技术员—项目经理—工程师。也许这条路很难走，可毕竟有这条路它存在的理由，就有人会去走，有人会成功，为什么那个人不是我呢？这就是我对自己的自我鼓励。一个人想要成功我想首先要的是理想，真如一句话“不想当将军的兵不是好兵”没有理想永远是个兵。我并不是否认基层的重要，只是有目标的人才会赢得自我。大学四年中，我要拿奖学金，有当上主要学生干部的经历，要一定要在学习中结合实际，不仅要真才实学，也要人际交往。这个专业本身就让我们做个善于管理又有才能的人。在大学中尽量拿到各类证书，各类实习机会，参与各种活动。学习体会 通过土木工程概论这门课程的学习让我明白了何谓土木工程。土木工程的内容是非常广泛的，日常生活中都能见到土木工程的缩影，在国民经济中也担任着非常重要的角色土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期，土木工程是通过工程实践，总结成功的经验，尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始，以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学，作为土木工程的基础理论的学科。因为土木工程与人民的衣食住行有密切的关系，可以说土木工程具有民用性。如今军事上很多也归入到土木工程的范畴。如掩体防空洞等。土木工程经历了古代，近代，现代三个历史时期。其中跨度比较不对等，古代土木工程大致从新石器时代（约公元前500年起）开始至17世纪中叶；近代土木工程为17世纪中叶到第二次世界大战前后；现代土木工程为20世纪中叶第二次世界大战结束以来到如今。现代土木工程功能要求多样化，城市建设立体化，交通工程快速化，工程设施大型化等特点。土木工程是一门古老的学科，它已经取得了巨大的成就，然而未来的发展前景是不可小视的，如今世界正经历工业革命以来的又一次重大变革，信息工业的迅速发展。可以预计人类的生产，生活方式将会发生重大变化。本书中包含了土木工程材料、基础工程、建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、港口工程、道路工程、水利水电工程、工程灾害与抗灾方法等。老师分别就某些问题具体展开，让同学们深入了解。我们作为土木工程的学生，我认为其中土木工程建设项目这一块是非常重要的。如果说通过几次上课后，我对这门土木工程概论有了初步的了解，那么，我今后将通过自身自学来提高更深层次的理解，对土木工程的重要意义有更进一步的认识。改进建议 由于我们上课的次数比较少，而书本内容过多，基本上很多知识点老师都只是一笔带过，没有深入下去，也只是讲了几个重要的方面，应该让同学们对这本教程更加深入去了解，至少要通读全文。该课程的学习还可以多多的增加一些现场教学，给同学一种贴近实际的需要，否则感觉有些空洞。上课教学形式也可以适当增加，比如上课给我们看几部建筑史，土木工程史之类，更加能激发同学上课的激情。还有平时上课互动环节似乎没有做到位，基本上只是上面老师讲，下面同学听，没有共同讨论的氛围。以上也只是我个人的几点建议，希望老师们能在今后的教学中适当运用改进。

篇8：概论逆向工程技术的应用

在工程技术人员的一般概念中,产品设计过程是一个“从无到有”的过程,即设计人员首先初步确定产品的外形、性能和大致的技术参数等,然后通过绘制图纸建立产品的三维数字化模型,最终将这个模型转入到制造流程中,完成产品的整个设计制造周期,这样的产品设计过程我们称为正向设计过程。这一设计过程难度系数大、周期较长、成本高、不利于产品的研制开发。

在飞机、汽车、工艺美术品和模具等行业的设计和制造中,通常是由复杂的自由曲面拼接而成,因此在概念设计阶段难以用严密、统一的数学语言来描述。逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型,反向推出产品设计数据(包括设计图纸或数字模型)的过程。

目前,逆向工程已经作为一种先进的设计方法被引入到新产品的设计开发工作中。我国也有许多企业应用逆向工程技术,对竞争对手的产品进行改进,以避开艰苦的原型设计阶段,这是一种产品的再设计过程。所谓产品再设计,就是通过观察和测试某一种产品,对其进行初始化,然后拆开产品,逐一分析单个零件的组成、功能、装配公差和制造过程。这些工作的目的就是要充分理解产品的制造过程,并以此为基础在子系统和零件层面上,优化设计出一种更好的产品。

1 逆向工程概述

逆向工程就是通过对某种产品的结构、功能、运作进行分析、分解、研究后,制作出功能相近,但又不完全一样的产品过程。随着计算机硬件和软件的发展,逆向工程(R everse Engineering),就是在现代产品设计制造理念的引导下,以现代设计理论、方法、技术为基础,运用专业人员的工程设计经验、知识和创新思想,根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型通过:计算机辅助设计(CA D)、计算机辅助制造(CA M)、计算机辅助工程(CA E)或其他软件,构筑3D虚拟模型的重新设计方法。其主要任务是将原始物理模型转化为工程设计概念或产品数字化模型。

逆向工程分类从广义讲可分以下三类:

实物逆向:就是在已有实物条件下,通过试验、测绘和分折,提出再创造的关键;其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质、精度、使用规范等多方面的逆向。实物逆向对象可以是整机、部件、组件和零件。

软件逆向:产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向中有三类情况:既有实物,又有全套技术软件;有实物而无技术软件;无实物,仅有全套或部分技术软件。

影像逆向:无实物,无技术软件,仅有产品相片、图片、广告介绍、参观印象和影视画面等,要从其中去构思、想象来逆向,称为影像逆向,这是逆向对象中难度最大的。目前还未形成成熟的技术,一般要利用透视变换和透视投影,形成不同透视图,从外形、尺寸、比例和专业知识,去琢磨其功能和性能,进而分析其内部可能的结构。

目前,国内外有关逆向工程的研究主要集中在几何形状的逆向,即重建产品实物的CA D,称为实物逆向工程,其应用主要分为四个部分的内容:三点离散数据的获取、点云数据的处理、曲面的划分与重构、重建CA D模型的检验与修正。

2 数据的获取方法及硬件

2.1 数据的获取方法

逆向工程工作内容包含测量和数模构建两个方面,因此从设计对象中提取三维数据信息是逆向工程技术设计所必需的,现有的数据采集方法主要分为以下两大类:

接触式数据采集方法:包括使用基于力的击发原理的触发式数据采集和连续式扫描数据采集、磁场法、超声波法。通常使用的三坐标测量机,测量时可根据实物的特征和测量的要求选择测头及其方向,确定测量点数及其分布,然后确定测量的路径,有时还要进行碰撞的检查。触发式数据采集方法采用触发探头,当测头的探针接触到产品的表面时,由于探针受力变形触发采样开关,通过数据采集系统记下探针的当前坐标值,逐点移动探针就可以获得产品的表面轮廓的坐标数据。采用触发式测头的优点在于:适用于空间箱体类工件及已知产品表面的测量、适用于尺寸测量和在线应用;体积小,易于在狭小的空间内应用;由于测量数据点时测量机处于匀速直线低速状态,测量机的动态性能对测量精度的影响较小。但由于测头的限制,不能测量到被测零件的一些细节之处,不能测量一些易碎、易变形的零件。另外接触式测量的测头与零件表面接触,测量速度慢,测量后还要进行测头补偿,数据量小,不能真实的反映实体的形状。

非接触式数据采集方法:主要运用光学原理进行数据的采集,主要包括:激光三角形法、激光测距法、结构光法以及图像分析法等。非接触式数据采集速度快、精度高,排除了由测量摩擦力和接触压力造成的测量误差,避免了接触式测头与被测表面由于曲率干涉产生的伪劣点问题,获得的密集点云信息量大、精度高,测头产生的光斑也可以做得很小,可以探测到一般机械测头难以测量的部位,最大限度地反映被测表面的真实形状。非接触式数据采集方法采用非接触式探头,由于没有力的作用,适用于测量柔软物体;非接触式探头取样率较高,在50次/秒到23000次/秒之间,适用于表面形状复杂,精度要求不特别高的未知曲面的测量,但是非接触式探头由于受到物体表面特征的影响(颜色、光度、粗糙度、形状等)的影响较大,目前在多数情况下其测量误差比接触式探头要大,保持在10微米级以上。该方法主要用于对易变形零件、精度要求不高零件、要求海量数据的零件、不考虑测量成本及其相关软硬件的配套情况下的测量。

在使用当中,应根据不同的测量对象和测量目的,决定测量过程和测量方法。在只测量尺寸、位置要素的情况下尽量采用接触式测量;考虑测量成本且能满足要求的情况下,尽量采用接触式测量;对产品的轮廓及尺寸精度要求较高的情况下采用非接触式扫描测量;对离散点的测量采用扫描式;对易变形、精度要求不高的产品、要求获得大量测量数据的零件进行测量时采用非接式测量方法。

2.2 数据采集硬件———测量机

目前实物逆向工程数据的获取,通常所采用的硬件主要为三坐标测量机。

三坐标测量机(Coordinate M easuring M achine,CM M)是20世纪60年代发展起来的一种高效新型精密测量设备。1959年,英国的Ferranti公司研制出世界上第一台功能比较完备的三坐标测量机,当时的测量方式是测头接触工件后,靠脚踏板来记录当前坐标值,然后使用计算器来计算元素间的位置关系。1964年,瑞士SIP公司开始使用软件来计算两点间的距离,开始了利用软件进行测量数据计算的时代。70年代初,德国ZEISS公司使用计算机辅助工件坐标系代替机械对准,从此测量机具备了对工件基本几何元素尺寸、形位公差的检测功能。随着计算机的飞速发展,测量机技术进入了CN C控制机时代,完成了复杂机械零件的测量和空间自由曲线曲面的测量,测量模式增加和完善了自学习功能,改善了人机界面,使用专门测量语言,提高了测量程序的开发效率。从90年代开始,随着工业制造行业向集成化、柔性化和信息化发展,产品的设计、制造和检测趋向一体化,这就对作为检测设备的三坐标测量机提出了更高的要求,从而提出了第三代测量机的概念。其特点是:具有与外界设备通讯的功能;具有与CA D系统直接对话的标准数据协议格式;硬件电路趋于集成化,并以计算机扩展卡的形式,成为计算机的大型外部设备。

目前世界上著名的生产三坐标测量机的公司有:英国的R enishaw公司、意大利的D EA公司、德国的Carl Ziess公司、日本的三丰公司以及美国的Brown&Sharp公司,这些公司在开发三坐标测量机的机械系统、数控系统的同时,着力开发具有数控仿形测量数字化功能的完整的测量规划软件,并能与CA D/CA M软件联接,编制数控加工指令。

几款测量机简介:

FA R O Laser Scan A rm三维激光扫描测量臂:是一款独特的测量设备。用户可以用测量臂的硬测头来精确采集点,再用激光扫描头获取所需的大量点云数据。设备也可与逆向工程软件如G eom agic,Polyworks,R apidform和其他第三方软件包一起使用。Laser Scan A rm适用于检测、逆向工程、快速成形、3D建模。此设备的特别功能是在扫描黑色和高反光材质时无需喷显影剂,提供了更好的表面扫描性能。

英国3D SCA N N ER S激三维光扫描测量系统:是柔性最好、操作最方便的高精度移动式三坐标测量和激光扫描系统,也是性能价格比最高的三坐标测量系统之一。集三坐标测量和激光扫描于一身,既可以作三维激光扫描,又可以直接作特征(如线、面、圆、锥等)。由于实际应用中绝大部分都需要将扫描(复杂曲面测量)和点接触测量(特征或边界线测量)结合使用,使得该系统成为最方便实用的扫描和测量系统。具有所有CIM CO R E产品柔性测量臂的突出优点,包括高精度、智能快速转换测头、可拆卸平衡杆系统、无限转动主轴(Infinite系列)、碳石墨纤维材料臂身、快速钳位安装机构、超轻量设计、不需调水平、对环境要求极低、可作在线测量等。

深圳市鑫磊镭瑞精密仪器有限公司开发的Laser-R E镭瑞系列三维激光扫描机:在国内最先推出的拥有完全自主知识产权的逆向工程专用扫描设备。

3 数据的处理和曲面的划分与重构

在逆向工程实施的过程中,包含了两项关键的技术:数据采集与处理(数字化技术)和曲面构造(建模技术)。数字化技术和建模技术需要应用逆向工程软件,逆向工程软件品牌包括Surfacer(Im ageware)、ICEM、Copy CA D、R apid Form等。逆向工程软件的演进可分为三个阶段。

目前,逆向工程数据的处理除了一些较为专业的逆向工程软件,如Surfacer、D elcam、Cim atron等,一些大型CA D软件也都为逆向工程提供了设计模块。例如Pro/E的ICEM Surf和Pro/SCA N TO O LS模块,可以接受有序点(测量线),也可以接受点云数据。

四大逆向工程软件简介:

Im ageware:由美国ED S公司出品,正被广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。该软件主要被应用于航空航天和汽车工业,因为这两个领域对空气动力学性能要求很高,在产品开发的开始阶段就要认真考虑空气动力性。常规的设计流程首先根据工业造型需要设计出结构,制作出油泥模型之后将其送到风洞实验室去测量空气动力学性能,然后再根据实验结果对模型进行反复修改直到获得满意结果为止,如此所得到的最终油泥模型才是符合需要的模型。

G eom agic Studio:由美国R aindrop(雨滴)公司出品的逆向工程和三维检测软件G eom agic Studio可轻易地从扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型和网格,并可自动转换为N U R BS曲面。该软件也是除了Im ageware以外应用最为广泛的逆向工程软件。G eom agic Studio主要包括Q ualify、Shape、W rap、D ecim ate、Capture五个模块。

Copy CA D:是由英国D ELCA M公司出品的功能强大的逆向工程系统软件,它允许从已存在的零件或实体模型中产生三维CA D模型。该软件为来自数字化数据的CA D曲面的产生,提供了复杂的工具。Copy CA D能够接受来自坐标测量机床的数据,同时跟踪机床和激光扫描器。该软件系统可以完全控制曲面边界的选取,然后根据设定的公差能够自动产生光滑的多块曲面,同时,Copy CA D还能够确保在连接曲面之间的正切的连续性。

R apid Form:是韩国IN U S公司出品的全球四大逆向工程软件之一,R apid Form提供了新一代运算模式,可实时将点云数据运算出无接缝的多边形曲面,使它成为3D Scan后处理之最佳化的接口。R apid Form也将使您的工作效率提升,使3D扫描设备的运用范围扩大,改善扫描品质。

4 重建CAD模型的检验与修正

在整个逆向工程中,产品的三位几何模型CA D重建是最关键、最复杂的环节。由于只有获得了产品的CA D模型我们才能够在此基础上进行后续产品的加工制造、快速成型制造、虚拟仿真制造和进行产品的再设计等。在进行模型重建之前,设计者不仅需要了解产品的几何特征和数据的特点等前期信息,而且需要了解结构分析、加工制作模具、快速成型等后续应用题目。目前使用的造型方法主要有:曲线拟合造型:用一个多项式的函数通过插值往逼近原始的数据,终极得到足够光滑的曲面。曲面片直接拟合造型:直接对丈量数据点进行曲面片拟合,获得曲面片经过过渡、混合、连接形成终极的曲面模型。点数据网格化网络化实体模型:通常是将数据点连接成三角面片,形成多面体实体模型。

目前,逆向工程技术已广泛应用于发动机整机、零部件的开发设计和零部件的改型设计中。如直喷柴油机机螺旋气道模型的反求,美国西南研究院通过对基本体素进行布尔运算,在Pro/E软件上实现了进气道的三维实体造型。国内多所大学都曾利用散乱的数据点进行曲面片的拼接,实现进气道的三维曲面造型。

5 结束语

以上结合逆向工程工作流程:数据的获取、数据的处理、曲面的划分与重构、重建CA D模型的检验与修正,简要论述了逆向工程技术的基本概念及要点,列举了部分的逆向工程设备和软件的应用。鉴于逆向工程是一门较新的高技术,无论是测量设备,还是应用软件都还存在一些不很完善的方面,能够熟练掌握、应用这门技术的技术人员还不是很多,希望本文的论述对逆向工程技术的普及有所帮助。可以预见到逆向工程技术在我国,将会有巨大的发展前景。

摘要：本文结合逆向工程工作流程,数据的获取、数据的处理、曲面的划分与重构、重建CAD模型的检验与修正,简要论述了逆向工程技术的基本概念及要点,列举了主要的逆向工程设备和软件的应用。

关键词：逆向工程,三点离散数据的获取,点云数据的处理,曲面的划分与重构,重建CAD模型的检验与修正

参考文献

[1]黄诚驹,李鄂琴,禹诚:《逆向工程项目式实训教程》,电子工业出版社,2004.9.

[2]王霄:《逆向工程技术及其应用》,化学工业出版社,2004.9.