通用技術(shù)綜合知識(shí)點(diǎn)2

1、第二單元 流程與設(shè)計(jì)一、生活和生產(chǎn)中的流程1、流程的含義：a流程是一項(xiàng)活動(dòng)或一系列連續(xù)有規(guī)律的事項(xiàng)或行為進(jìn)行的程序。包含環(huán)節(jié)與時(shí)序。2、流程對(duì)生活工作、生產(chǎn)的意義：b對(duì)生活工作：提高工作和學(xué)習(xí)的效率，使我們生活變得有序、合理，為我們的安全提供保障。（例：洗衣、煮飯與燒菜的流程安排、碘鹽和味精佐料的加放流程、青霉素注射流程等）對(duì)生產(chǎn)：運(yùn)用科學(xué)合理的流程可以有效地組織生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、保證安全生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境等。（例：自動(dòng)流水生產(chǎn)線的發(fā)明、農(nóng)業(yè)莊稼的種植流程）流程中工序的作業(yè)方式串行和并行。上一道工序完成之后才能進(jìn)入下一道工序串行。幾項(xiàng)工作同時(shí)進(jìn)行并行。3、時(shí)序與環(huán)節(jié)：a時(shí)序：過(guò)程的

2、經(jīng)歷中，各環(huán)節(jié)按照一定的時(shí)間順序先后出現(xiàn)、完成。這種時(shí)間順序關(guān)系，稱(chēng)為時(shí)序。 （例：買(mǎi)票 候車(chē)檢票上車(chē)。）環(huán)節(jié)：活動(dòng)或事件在其發(fā)展的過(guò)程中，依據(jù)某種特征或方式，可將該過(guò)程分解為若干個(gè)小過(guò)程，稱(chēng)這些小過(guò)程為環(huán)節(jié)。4、常見(jiàn)的流程表達(dá)方式（流程圖）：a流程圖有文字表達(dá)、表格表達(dá)、圖示表達(dá)、模型表達(dá)、動(dòng)畫(huà)演示等。5、流程圖的識(shí)讀和分析：c識(shí)讀流程圖的要點(diǎn)： 找流程的環(huán)節(jié)，明確每個(gè)環(huán)節(jié)的功能和作用； 弄清流程中時(shí)序的體現(xiàn)與特征； 流程是技術(shù)的核心概念之一。不同的流程，產(chǎn)生的效益往往不同，“理解流程就是質(zhì)量”、“流程就是效益”等。二、流程的設(shè)計(jì)1、流程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的基本因素：c總體上：流程設(shè)計(jì)應(yīng)該

3、要研究?jī)?nèi)在屬性與規(guī)律。具體的：流程設(shè)計(jì)的基本因素主要有材料、工藝、設(shè)備、人員和資金、環(huán)境等。材料：不同的材料有不同的加工處理方法。工藝：不同產(chǎn)品的工藝要求各異，流程設(shè)計(jì)也不同。設(shè)備：生產(chǎn)設(shè)備的水平往往決定了流程的自動(dòng)化水平。人員和資金：不同的技術(shù)水平和必要的資金影響生產(chǎn)的過(guò)程、質(zhì)量和周期。環(huán)境：關(guān)注生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染以及環(huán)境對(duì)生產(chǎn)的反作用。2、流程設(shè)計(jì)的基本步驟：a見(jiàn)右圖注：流程設(shè)計(jì)的基本要素是環(huán)節(jié)和時(shí)序；對(duì)于有嚴(yán)格時(shí)間的時(shí)序，要標(biāo)注時(shí)間。3、簡(jiǎn)單流程的表達(dá)：c畫(huà)流程設(shè)計(jì)框圖的一般方法：根據(jù)對(duì)事物的內(nèi)在屬性和規(guī)律的分析，以及有關(guān)的考慮，將流程的全過(guò)程，按每個(gè)階段的功能、作用的不同，分解為若干

4、小過(guò)程環(huán)節(jié)，并用方框表示環(huán)節(jié)。按照每個(gè)小過(guò)程應(yīng)該經(jīng)歷的時(shí)間順序，將各環(huán)節(jié)依次排開(kāi)，并用箭頭線連接起來(lái)。例：小鐵錘的錘頭加工流程圖：下料劃線鋸削銼削劃螺孔中心線鉆孔攻絲倒角淬火電鍍。小鐵錘的錘柄加工流程圖：下料磨削圓頭板牙套絲電鍍。三、流程的優(yōu)化1、流程的優(yōu)化及目的：b在設(shè)計(jì)和實(shí)施流程的過(guò)程中，經(jīng)常需要進(jìn)行不斷的修改和完善，這種對(duì)流程修改的過(guò)程，叫做流程的優(yōu)化。目的：提高工作效率、降低成本、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約能耗、減少環(huán)境污染、保證安全生產(chǎn)等。2、流程優(yōu)化的內(nèi)容：b工期優(yōu)化：例書(shū)本P55（制作臺(tái)燈的工期優(yōu)化）工藝優(yōu)化：例書(shū)本P55（法蘭加工工藝優(yōu)化）成本優(yōu)化：例書(shū)本P56（配送路線安排的成本優(yōu)化

5、）技術(shù)優(yōu)化：例書(shū)本P57（銀行自動(dòng)取款機(jī)的發(fā)明）質(zhì)量?jī)?yōu)化：例書(shū)本P58（洗衣流程的優(yōu)化）注：工期優(yōu)化目的是為了縮短加工時(shí)間。主要手段是在不改變工藝的條件下，將某些環(huán)節(jié)的串行改為并行。3、流程優(yōu)化的條件：b內(nèi)部條件：對(duì)流程內(nèi)在機(jī)理的深入了解。（例：對(duì)洗滌原理的了解，就會(huì)在流程中安排兩次漂洗）外部條件：流程優(yōu)化要建立在“設(shè)備”、“材料”、“工藝”水平提高的基礎(chǔ)上。（例：只有在具備鍛壓設(shè)備時(shí)，才可能將法蘭盤(pán)的加工改為少量切削加工）人員技術(shù)水平的提高。4、流程優(yōu)化過(guò)程所應(yīng)考慮的主要問(wèn)題：c對(duì)一個(gè)流程的優(yōu)化，可以是整體的全面優(yōu)化，也可以是對(duì)某一個(gè)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)常會(huì)有這樣的情況發(fā)生：某一個(gè)指標(biāo)得到了優(yōu)化

6、，而使另外的指標(biāo)下降了。比如，技術(shù)優(yōu)化，可能使成本提高。成本優(yōu)化了，也可能使質(zhì)量下降。因此，在進(jìn)行流程優(yōu)化時(shí)，要綜合平衡，以取得整體優(yōu)化的成效。第三單元 系統(tǒng)與設(shè)計(jì)一、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1、系統(tǒng)的含義：b概念：系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用、相互以來(lái)和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體。構(gòu)成系統(tǒng)必須具備的三個(gè)條件：（1）至少要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素（部分）；（2）要素（部分）之間互相聯(lián)系、互相作用，按照一定方式形成一個(gè)整體；（3）整體具有的功能是各個(gè)要素（部分）的功能中所沒(méi)有的。例：自行車(chē)的結(jié)構(gòu)2、系統(tǒng)的分類(lèi)：a（1）自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)。 例：生態(tài)系統(tǒng)屬于自然系統(tǒng)；飛船、房舍等屬于人造系

7、統(tǒng)。（2）實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)。 例：計(jì)算機(jī)硬件屬于實(shí)體系統(tǒng)；軟件屬于抽象系統(tǒng)。3、系統(tǒng)的基本特性：b(1)整體性（全局、集合）：側(cè)重于“部分影響整體”。是系統(tǒng)的最基本的特性，也是觀察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。系統(tǒng)是一個(gè)整體，它不是各個(gè)要素（部分）的簡(jiǎn)單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素（部分）在孤立狀態(tài)下所沒(méi)有的。系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和。例：巴爾扎克的塑像、“木桶理論”、一招不慎全盤(pán)皆輸、棄卒保車(chē)、“阿波羅”登月飛船上的零件(2)相關(guān)性（匹配、關(guān)聯(lián)）：側(cè)重于“部分與部分之間的關(guān)聯(lián)”構(gòu)成系統(tǒng)的各元素之間是相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴(lài)、相互影響的關(guān)系，是彼此相關(guān)的。例：古代建筑

8、的“梁柱結(jié)構(gòu)”、合金鋼材料各種性能的相互影響、家庭裝修工程(3)目的性（功能）：任何系統(tǒng)都具有某種目的，都要實(shí)現(xiàn)一定的功能，這是區(qū)別不同系統(tǒng)的主要標(biāo)志。(4)動(dòng)態(tài)性（更新）：物質(zhì)都是不斷變化，因此系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，處在運(yùn)動(dòng)變化和發(fā)展之中。(5)環(huán)境適應(yīng)性（自適應(yīng)）：系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境之中，并不斷的與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)的能量的和信息的交換，系統(tǒng)必須適應(yīng)外部環(huán)境的變化。例：“春捂秋凍”、電冰箱不能緊貼墻放置二、系統(tǒng)的分析1、系統(tǒng)分析及其一般步驟：c（1）什么是系統(tǒng)分析？系統(tǒng)分析一般是從系統(tǒng)的整體功能出發(fā)，全面地思考與解決問(wèn)題。系統(tǒng)分析的目標(biāo)：發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)。系統(tǒng)分析采用的方法

9、：運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾臁⒎治?、比較、試驗(yàn)。系統(tǒng)分析產(chǎn)生的結(jié)果：擬訂一套有效的處理步驟和程序，或?qū)υ到y(tǒng)提出改進(jìn)方案。例：王選漢字激光照排系統(tǒng)明確問(wèn)題,設(shè)立目標(biāo)收集資料,制定方案分析計(jì)算,評(píng)價(jià)比較檢驗(yàn)核實(shí),作出決策（2）系統(tǒng)分析的一般步驟？2、系統(tǒng)分析的主要原則：a（1）整體性原則系統(tǒng)分析首先要著眼于子系統(tǒng)整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過(guò)程，再看某一階段；先看長(zhǎng)遠(yuǎn)，再看當(dāng)前。例：田忌賽馬、丁謂修復(fù)皇宮、街道各部門(mén)施工（2）科學(xué)性原則系統(tǒng)分析一方面要有嚴(yán)格的工作步驟，另一方面應(yīng)盡可能地運(yùn)用科學(xué)方法和數(shù)學(xué)工具進(jìn)行定量分析，使決策的過(guò)程和結(jié)果更具用說(shuō)服力。例：

10、種稻“三三進(jìn)九不如二五一十”（3）綜合性原則系統(tǒng)分析時(shí)還要注重綜合性原則，要綜合分析，統(tǒng)籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。例：孝襄高速公路、都江堰水利工程、埃及阿斯旺水壩3、系統(tǒng)的優(yōu)化：c在給定的條件（或約束條件）下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)到最大化（或最小化）。約束條件：對(duì)系統(tǒng)起限制作用的，并且是不可人為調(diào)節(jié)的。影響因素：是指對(duì)系統(tǒng)的目標(biāo)產(chǎn)生顯著影響，并且可以人為調(diào)節(jié)的因素。例：農(nóng)作物種植系統(tǒng)的優(yōu)化農(nóng)業(yè)間作套種、利潤(rùn)問(wèn)題三、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足預(yù)定目標(biāo)的系統(tǒng)的過(guò)程。它包含對(duì)某個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，同時(shí)需要運(yùn)用系統(tǒng)的思想和方法對(duì)其設(shè)計(jì)

11、過(guò)程進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)。（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問(wèn)題：c1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求要從整體出發(fā)，以系統(tǒng)整體功能的最優(yōu)為目的。2、系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用運(yùn)用系統(tǒng)的思想綜合考慮各部分之間的關(guān)聯(lián)、沖突問(wèn)題，注重各部分的橫向、縱向聯(lián)系。3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化先從整體考慮優(yōu)化，統(tǒng)籌兼顧，再在此基礎(chǔ)上完善各部分的設(shè)計(jì)。（二）簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：c舉例：手電筒照明供電部分的設(shè)計(jì)。第四單元 控制與設(shè)計(jì)一、控制的手段與應(yīng)用一、二、1、2、3、1、控制的含義：b人們按照自己的意愿或目的，通過(guò)一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制。按人工干預(yù)來(lái)分：人工控制、自動(dòng)控制按執(zhí)行部件來(lái)分：機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液

12、壓控制、電子控制2、控制的手段：a3、控制的應(yīng)用：b（1）生活：控制應(yīng)用到生活中，提高了人們的生活質(zhì)量，人類(lèi)能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周?chē)沫h(huán)境，使之滿(mǎn)足人們的需要。（2）生產(chǎn)：生產(chǎn)中往往需要對(duì)溫度、濕度、壓力、速度及加工動(dòng)作等進(jìn)行控制，控制在生產(chǎn)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。（3）軍事國(guó)防：控制在軍事、國(guó)防等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。二、控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式1、簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過(guò)程：c概念：控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響的控制系統(tǒng)。例：紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)、防盜報(bào)警控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、公園的音樂(lè)噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng)、紅外線自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)、普通電風(fēng)扇風(fēng)速控制系統(tǒng)

13、、可調(diào)光臺(tái)燈控制系統(tǒng)等。特征：系統(tǒng)的輸出量?jī)H受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號(hào)是單向傳遞。方框圖：  輸入量：控制系統(tǒng)的給定量?？刂破鳎簩?duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。執(zhí)行器：直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件控制量：執(zhí)行器的輸出信號(hào)。被控對(duì)象：控制系統(tǒng)中所要控制的裝置或生產(chǎn)過(guò)程輸出量：控制系統(tǒng)所要控制的量。2、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成：b概念：系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。例：供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、加熱爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)、花房溫度控制系統(tǒng)、投籃、家用電飯鍋保溫控制系統(tǒng)、家用電冰箱溫度控制系統(tǒng)等。基本組成：與開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)相比

14、，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了檢測(cè)裝置、比較器。3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖： c 4、控制器和執(zhí)行器的作用：c控制器：對(duì)輸入信號(hào)（偏差值）進(jìn)行運(yùn)算處理，并發(fā)出控制命令。執(zhí)行器：根據(jù)指令對(duì)被控對(duì)象直接控制。三、閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋1、干擾因素：c在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱(chēng)為干擾因素。有的干擾因素是環(huán)境造成的，如影響自行車(chē)行駛速度的變化的自然風(fēng)等；有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機(jī)導(dǎo)航信號(hào)的手機(jī)信號(hào)等。2、反饋的含義：b控制系統(tǒng)中，將輸出量通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置，返回到輸入并與輸入量進(jìn)行比較的過(guò)程，就是反饋。例：投籃、自動(dòng)電水壺3、反饋環(huán)節(jié)的作用：a

15、通過(guò)將輸出量通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置，返回到輸入并與輸入量進(jìn)行比較，從而減少輸出量的偏差，穩(wěn)定輸出量。 4、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程：a（1）閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過(guò)反饋來(lái)減少被控制量（輸出量）的偏差。（2）工作過(guò)程：由于干擾因素的存在，系統(tǒng)的被控量偏離給定值時(shí)；閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)能及時(shí)檢測(cè)出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進(jìn)行比較；控制器根據(jù)比較得到的偏差信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而是系統(tǒng)的被控量接近給定值，達(dá)到精確控制的目的。例：供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、加熱爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)5、功能模擬方法：a 以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬方法。黑箱

16、方法：a 把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法，就是黑箱方法。例：通過(guò)輸入圖像、電或聲音信號(hào)，觀測(cè)、分析腦電波的輸出反應(yīng)，研究人腦對(duì)視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)信息的傳遞、變換和處理功能，得知人腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，就是黑箱方法的運(yùn)用。6、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場(chǎng)合。閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較麻煩，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)是自動(dòng)控制中廣泛采用的一種方式，用于要求高精度和高可靠性的場(chǎng)合。四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施 P118 c1、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路：系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)？控制的對(duì)象？被控對(duì)象的特性？被控量和控制量？外界的主要干擾因素？怎樣的方案既達(dá)到目的、又經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)？設(shè)備和元件？ 2、開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(書(shū)本P11