Компьютерные технологии в материаловедении. Мутылина И.Н. - 34 стр.

                     ГЛАВА 10. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
                                В МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ


       Рост мощности компьютеров, возможностей программных средств и объема баз дан­
ных привел к увеличению роли информационных технологий в прикладных науках, разра­
ботках и производстве.
       Традиционная сфера применения компьютеров в материаловедении – обработка экс­
периментальных данных.
       Микропроцессорные средства позволили создавать методы исследования, которые
считались недоступными из-за объема и трудоемкости «ручных» измерений и последующей
подготовки данных для компьютера. Цифровые видеокамеры и фотоаппараты, высокоско­
ростные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) для микроскопов позволяют вводить и
обрабатывать большие объемы визуальной информации о микро- и макроструктурах, изло­
мах, в том числе в режиме реального времени.
       Для анализа изображений структур предназначен пакет программ Image Expert Pro. В
нем объединены набор методов очистки от дефектов в автоматическом режиме, ряд стан­
дартных методов обработки изображений и ряд оригинальных процедур: анализ анизотропии
вдоль выбранного направления, определение направления наибольшей анизотропии и харак­
теристик скоплений объектов (кластеров). Этот пакет программ также используют для полу­
чения изображений и анализа трехмерных поверхностей. Для прямых измерений третьей
координаты (высоты) используются методы автоматической реконструкции изломов как по
стереопарам изображений, получаемых на световом и сканирующем электронном микроско­
пе, так и иными «быстрыми» средствами.
       Другая традиционная область применения компьютерных технологий в материалове­
дении – математическое моделирование. В информационных технологиях заложен наи­
больший резерв повышения качества в металлургическом производстве. Так, например, при
разработке пакета САПР термической обработки для термических цехов многономенклатур­
ного массового производства использован с учетом опыта в мелкосерийном производстве
подход в виде «таблиц решений». В функции технолога входит ввод с чертежа данных о мар­
ке стали, размерах детали, требуемых свойствах и качестве поверхности. После этого
компьютер делает выбор допустимых вариантов по наличному оборудованию цеха, сопо­
ставляет их по загрузке агрегатов, необходимым переналадкам, себестоимости и предлагает
на утверждение технологу технологическую карту. При согласии карта распечатывается и
вводится в АСУП цеха.
       Развитые программные средства среды, обширные базы данных по свойствам отече­
ственных и зарубежных материалов, возможность получения информации через Internet зна­
чительно изменили практику использования компьютера. В настоящее время специалист-
пользователь должен уметь не программировать, а использовать для своих целей готовые па­
кеты программных средств.
       Стандартные пакеты Excel и Origin позволяют, не прибегая к программированию, ре­
шить практически любую задачу статистической обработки данных с построением итоговых
таблиц и графиков. Из числа универсальных средств для инженерных и научных расчетов
наиболее свободен от программирования MathCAD, где все практически сведено к составле­
нию алгоритма – последовательного набора формул – и имеется большой набор функций и
операторов, реализующих стандартные математические процедуры.
       В задачах математического моделирования его дополняет, например, пакет программ
метода конечных элементов Elcut, позволяющий рассчитывать упругие и статические тепло­
вые поля, задав только граничные условия и внутренние источники. Из средств технического
перевода с использованием транслятора популярен Stylus.


                                           34